Indhold
- Spec oversigt
- Tri-klynge CPU-design går i mainstream
- Gaming rammer et andet gear
- AI forbedringer
- Hvilken er den hurtigste?
- Hør Gary Sims diskutere forskellene på Podcast
Tre store SoC-designere af smartphone har nu detaljeret deres næste generation af design, der får strøm til smartphones i hele 2019. Huawei var først med sin Kirin 980, der allerede driver Huawei Mate 20-serien. Samsung fulgte med og annoncerede Exynos 9820. Nu annoncerede Qualcomm netop Snapdragon 855.
Som sædvanligt tilbydes et udvalg af ydelsesforbedringer i både CPU og GPU-afdelingen. Der er også et fortsat fokus på "AI" -behandlingsfunktioner og hurtigere 4G LTE-forbindelse, men endnu ikke en out-of-the-box 5G-chip på markedet. Hvis du overvejer et dyrt smartphone-køb næste år, er her alt hvad du behøver at vide om de chipsæt, der får dem til at tænke.
Spec oversigt
Disse højtydende chips går alle videre til nyere teknologier overalt. Der er de nyeste arm- og brugerdefinerede CPU-design, nyere GPU-komponenter, tilberedt maskinlæringssilicium og hurtigere LTE-modemer. Samsung og Qualcomm er førende inden for branchen her med 2 Gbps LTE-chips, der har sportsmasse-aggregeringsteknologier, som bør tilbyde forbindelsesforbedringer i cellekanten og i tætte områder over Kirin 980. Multimediasupport fortsætter også med at skubbe fremad med HDR og endda 8K-indhold support, der vises i både Exynos- og Snapdragon-chips, og hardwarestøtte til H.265 og VP9-kodeker for bedre effektivitet.
Det bemærkes, at 5G-modemer er fraværende fra alle tre af disse næste gen-chips, hvilket kan virke underligt i betragtning af det skub, som nogle transportører og producenter laver til 5G i 2019. Imidlertid understøtter alle tre chips 5G via eksterne modemer, hvilket gør det til en ekstraudstyr til disse enheder, der introducerer support tidligt.
Huawei og Qualcomm er nu på TSMCs 7nm, mens Samsung er tæt bagpå på sin egen 8nm-proces.
Meget mere ståhej er gjort om løbet til 7nm. Huawei gjorde dette til en vigtig del af sin Kirin 980-meddelelse, der fik Qualcomm til at oplyse, at det også ville bygge sin næste gen-chip på TSMCs 7nm-proces. Mobilindustrien er allerede hurtigt ved at gå videre fra 10 nm i sin forfølgelse af effektivitet og mindre siliciumfodaftryk. For os forbrugere bør 7nm-chips betyde længere batterilevetid og enheder med højere ydelse.
Samsungs brug af sin interne 8nm-knude antyder, at dens egen 7nm-teknologi ikke er helt klar til masseproduktion. Samsung forventer en beskeden forbedring af strømforbruget på 10 procent mellem sine 10nm og 8nm processer. I mellemtiden praler TSMC med en forbedring på 30 til 40 procent med sit eget skift fra 10 til 7 nm - klart meget bedre, hvis det er nøjagtigt. Naturligvis vil andre faktorer bestemme det endelige strømforbrug, men Samsungs chip kan godt være lidt ugunstigt her.
Tri-klynge CPU-design går i mainstream
Smartphone SoC CPU-design er i øjeblikket mere interessante og forskellige end de har været i lang tid. Dagens octa-kerne stræber efter innovative, mere effektive klyngekonstruktioner, der består af mere forskellige og stærkt tilpassede CPU-kerner end nogensinde før. big.LITTLE har givet plads til store, mellemste, små med Cortex-A76, A75, A55, og Samsung fortsætter med at kaste et stærkt tilpasset design ind i blandingen.
2 + 2 + 4 CPU-klynger med en delt L3-cache er hæfteklammerne i Huawei og Samsungs design. Denne overgang væk fra et 4 + 4-design er til en tri-klynge er mere optimal til vedvarende topydelse i en smartphone-formfaktor og bør også forbedre energieffektiviteten. Snapdragon 855 tager denne filosofi et skridt videre med et 1 + 3 + 4 CPU-design.Den "primære" kerne i Snapdragon 855 kan prale med dobbelt L2-cache og en højere urhastighed end de tre andre store kerner, hvilket gør det til den tunge løfter, når der kræves en maksimal enkelttrådsydelse.
Huawei og Samsung valgte 2 + 2 + 4 CPU-design, mens Qualcomm er gået i 1 + 3 + 4. Alle tre sigter mod højere og mere bæredygtig ydelse.
Mens Qualcomm og Huawei holder sig til Cortex-A76-kerner i de store og midterste sektioner, vælger Samsung den ældre Cortex-A75, som sandsynligvis sparer på siliciumstørrelse og potentielt varme. Dette vil hjælpe med at kompensere for de gigantiske brugerdefinerede CPU-kerner og også give mulighed for nogle ekstra GPU-kerner sammenlignet med Kirin. Samsung implementerede sit eget klyngestyringssystem af typen DynamIQ, da Arm ikke licenserer sit DynamIQ-delt enheds-tech til brug med brugerdefinerede kerne-design, så vi bliver nødt til at vente med at se, hvordan alle disse design håndterer opgaveplanlægning.
Det andet store spørgsmål til denne kommende generation er, om Samsungs fjerde generation brugerdefinerede CPU-design er mere kraftfuld og lige så effektiv som Arm Cortex-A76, som danner grundlaget for Kirin 980 og er tilpasset i Snapdragon 855. Den tredje generation af M3 kernen var ikke så god som Qualcomms finjusterede Cortex-A75 inde i Snapdragon 845 i begge henseender, og Samsungs eget 20 procent ydeevne boost og 40 procent effektivitetsfremskrivninger er måske ikke helt nok til at udjævne spillet.
I mellemtiden har vi allerede set Kirin 980 udmærke sig ved både enkelt- og flerkernet CPU-ydeevne, hvor vi sidder fast på sidste generation af produkter. Der er nogle store designforskelle med Snapdragon 855, men potentialet i Cortex-A76 ser bestemt imponerende ud.
Gaming rammer et andet gear
Når mobilspil fortsætter med at få en stor del af det globale marked, er der gode nyheder at finde i denne seneste runde af højtydende SoC'er. Både Samsung Exynos 9820 og Kirin 980 bruger den nyeste Arm Mali-G76 GPU, som vil skubbe spilpræstation til et stort hak.
Mens Kirin 980 bruger en 10-core-konfiguration, der omtrent svarer til en 20-core Mali-G72, tilbyder Exynos 9820 ekstra ydelse med en 12-core Mali-G76 implementering. Samsungs chipset skulle være den bedre udøver for gamere, og benchmarkerne nedenfor antyder også, at dette er tilfældet med en vis margin.
Denne implementering lukker også kløften med den nuværende generation af Adreno-grafik. Vores hands-on med Kirin 980 bekræfter, at spilpræstation i ballparken for de nuværende Snapdragon 845-telefoner, nogle gange lidt foran, nogle gange bagud, men aldrig bryder væk. Snapdragon 855 lover at tilføje yderligere 20 procent i forhold til den nuværende generation, som især holder næsen ude foran i hele 2019. Selvom Mali-G76 MP12-konfigurationen inde i Exynos 9820 giver Snapdragon 855 et meget tæt løb for sine penge.
I sammendraget tilbyder Snapdragon 855 håndsæt den bedste spilydelse i år efterfulgt af Exynos 9820 og derefter Kirin 980. Selvom alle disse SoC'er vil være mere end hurtige nok til en anstændig oplevelse på de fleste avancerede mobiltitler.
AI forbedringer
Maskinlæring, eller AI, som nogle mennesker kalder det, har også set et stort ydeevne i alle disse SoC'er. For første gang understøtter Samsung dedikeret maskinlæringshardware i sin SoC med en neural behandlingsenhed (NPU), der tilbyder op til en 7x ydeevne boost sammenlignet med Exynos 9810. Huawei har fordoblet sig på NPU-silicium inde i Kirin 980, hvilket bestemt udvider virksomhedens allerede imponerende “AI” -funktioner.
Qualcomms Snapdragon har længe understøttet maskinlæringsopgaver via en heterogen blanding af CPU, GPU og DSP snarere end med specifik maskinlæringshardware. Dens DSP er designet til hurtig matematik og har introduceret udvidelser til specifikke operationer, men det har aldrig været et dedikeret design af maskinlæring.
Massematrix tensor-matematik understøttes nu i hardware på tværs af alle tre af disse flagskib SoC'er.
Denne generation, Qualcomm ser ud til at være afgjort af den type ekstra hardware, den ønsker at øge maskinens læringsydelse. Introduktionen af en Tensor-processor til Hexagon 960 skulle virkelig hjælpe med til at fremskynde Snapdragon 855's ydelse i en række applikationer.
AI-ydeevne er notorisk vanskeligt at måle, fordi den er stærkt afhængig af den type algoritmer, du kører, den anvendte datatype og chipens specifikke funktioner. Det ser ud til, at industrien har slået sig ned på dot-produkt, massematrixmultipultat / multiplikation akkumuleres som det mest almindelige tilfælde at accelerere, og alle tre chips tilbyder et stort løft til ydeevne og energieffektivitet til denne type applikation.
For forbrugere betyder det hurtigere og mere batterieffektiv ansigts- og objektgenkendelse, stemmetranskription på enheden, overlegen billedbehandling og andre “AI” -applikationer.
Hvilken er den hurtigste?
Med enheder, der endelig er i vores hænder, har vi været i stand til at se på præstationsforskellene mellem Snapdragon 855, Exynos 9820 og Kirin 980 lidt nærmere.
CPU klogt skubber Snapdragon 855 ydeevne konvolutten på interessante nye måder på grund af sin unikke CPU-kerneopsætning og lidt højere urhastigheder. Det tager hvad Huawei allerede har udrettet med Kirin 980 og skubber ideen til endnu yderligere ekstremer. Imidlertid er det Exynos 9820, der er den mest interessante chip på CPU-fronten. Virksomhedens fjerde generation brugerdefinerede CPU-kerne leverer især mere enkelt kerne-gryn end det Cortex-A76-baserede design, der findes i Snapdragon 855 og Kirin 980.
På grund af dets brug af to mindre Cortex-A75-kerner til multitasking følger ikke chipsættet med Snapdragon 855 i multikernearbejdsbelastninger. Kirin 980 kommer dog stadig lige bag Samsungs Exynos på grund af dens lavere samlede urhastighed end sine rivaliserende chips. Huawies flagskib SoC er stadig meget nippet, men batteriets levetid har helt klart været en højere prioritet end rå ydelse. Det samme kan ikke siges for Samsungs magt sultne og ærligt enorme brugerdefinerede CPU-kerner.
Som vi diskuterede tidligere, pakker Snapdragon 855s Adreno 640 grafikchip i den mest GPU hestekræfter ud af alle disse chips. GPU flyver forbi Arm Mali-G76-delene i sine rivaler med en betydelig margin i 3DMark og vinder de fleste GFXBench-test også (lidt mere om det i et øjeblik). Desværre for Huawei falder Kirin 980's 10 core Mali-G76-implementering godt under dens rivaler og vil resultere i langsommere billedhastigheder i blødende kanttitler. Dens præstation falder et sted omkring sidste års Exynos og Snapdragon-flagskibe. Dette er ikke langsomt, men det vil ikke tilbyde ydeevne med blødning.
Inden lukningen blev Exynos Galaxy S10 håndsæt mærkbart varmere end dens rival, mens vi benchmarking, så vi har også kørt nogle bæredygtige ydelsestests på chips. Resultaterne giver ikke god læsning for Exynos 9820, da den tydeligvis trækker tilbage på præstationer tidligere end sine konkurrenter. Så selvom Exynos 'Mali-G76 MP12 giver Adreno 640 et løb for sine penge i en hurtig test, vil Snapdragon 855 tilbyde meget bedre ydelse opretholdt i løbet af en moderat gaming-session.
Det tager cirka kun 9 minutter, før Exynos 9820 bremser ydeevnen tilbage med cirka 16 procent. Huawei's Kirin 980 med en mindre Mali-G76 MP10-konfiguration opretholder sin ydelse i cirka 15 minutter. I mellemtiden formår Qualcomm Snapdragon 855 at opretholde yderst konsistent ydelse i dette benchmark i cirka 19 minutter. Her ser Exynos 9820 en anden nedskæring i ydelsen. I procentmæssige træk smelter Snapdragon 855 tilbage højst 31 procent af sin ydeevne med et gennemsnitligt fald på 27 procent. I modsætning hertil overgiver Exynos 9820 op til 46 procent med et gennemsnitligt fald på 37 procent. Samsungs chip kører for varmt til at opretholde sit højeste ydeevne potentiale.
Funktionsmæssigt smider Qualcomm så mange ekstra ting i sin SoC, som du kunne ønske. Superhurtig LTE, 5G-understøttelse, hvis du vil have den, hurtig opladning, jeg er ikke helt overbevist om, at 8K-videostøtte virkelig er noget, som smartphones har brug for når som helst snart, men vi har også højere billedhastigheder for lavere opløsninger, hvilket er fantastisk. Samsungs Exynos pakker i en lignende række funktioner og et lynrigt hurtigt LTE-modem. Kirin 980 har dig også temmelig godt dækket, og alle kan understøtte 5G-modemer til high-end 2019-smartphones.
LÆS: De bedste smartphoneprocessorer i mellemklassen i 2019
For spillere fører Qualcomms Adreno 640 grafikkerne banen. I de fleste applikationer er Arm's Mali-G76 mere end hurtig nok, men dem, der leder efter ekstrem ydeevne på toppen af linjen, ønsker måske at vælge et Snapdragon-drevet håndsæt næste år.
Samlet set ser alle disse chips meget imponerende ud og skubber ydeevne og endnu vigtigere energieffektivitet op på et andet niveau. Flytningen til 7nm eller 8nm i Samsungs tilfælde er gode nyheder for batteriets levetid, hvis ikke andet. Desuden er vi i en æra med unikke og interessante CPU-klyngedesign og maskinlæringsfunktioner. Smartphone SoC-teknologi fortsætter med at innovere med en imponerende hastighed.
