Innehåll
- Speciell översikt
- Tri-kluster CPU-konstruktioner går i mainstream
- Spel träffar en annan utrustning
- AI-förbättringar
- Vilket är det snabbaste?
- Hör Gary Sims diskutera skillnaderna i Podcast
Tre stora SoC-designare för smarttelefoner har nu detaljerat sin nästa generations design, som kommer att driva smartphones under hela 2019. Huawei var först med sin Kirin 980, som redan driver Huawei Mate 20-serien. Samsung följde och tillkännagav sina Exynos 9820. Nu meddelade Qualcomm just Snapdragon 855.
Som vanligt erbjuds ett urval av prestandaförbättringar i både CPU och GPU-avdelningen. Det finns också ett fortsatt fokus på "AI" -behandlingsfunktioner och snabbare 4G LTE-anslutning, men inget out-of-the-box 5G-chip på marknaden ännu. Om du funderar på ett dyra smarttelefonköp nästa år, här är allt du behöver veta om chipseten som kommer att driva dem.
Speciell översikt
Dessa högpresterande chips övergår alla till nyare teknik över hela linjen. Det finns de senaste arm- och anpassade CPU-konstruktionerna, nyare GPU-komponenter, utlärda maskinlärningssilikon och snabbare LTE-modem. Samsung och Qualcomm är ledande inom branschen här med 2 Gbps LTE-chips med sportmassaggregationstekniker, som borde erbjuda förbindelseförbättringar i cellkanten och i täta områden över Kirin 980. Multimediasupport fortsätter också att driva framåt, med HDR och till och med 8K-innehåll support som visas i både Exynos- och Snapdragon-chips och hårdvarustöd för H.265- och VP9-kodek för bättre effektivitet.
Det är anmärkningsvärt att 5G-modem saknas från alla tre av dessa nästa genchips, vilket kan tyckas märkligt med tanke på det tryck som vissa bärare och tillverkare gör för 5G under 2019. Men alla tre chips stöder 5G via externa modem, vilket gör det till en extra tillval för de enheter som introducerar support tidigt.
Huawei och Qualcomm är nu på TSMCs 7nm, medan Samsung är nära bakom på sin egen 8nm-process.
Mycket mer krångel har gjorts om loppet till 7nm. Huawei gjorde detta till en viktig del av sitt Kirin 980-tillkännagivande, vilket fick Qualcomm att säga att det skulle bygga sitt nästa gen-chip även på TSMC: s 7nm-process. Mobilindustrin går redan snabbt vidare från 10 nm i sin strävan efter energieffektivitet och mindre kiselfotavtryck. För oss konsumenter bör 7nm chips innebära längre batteritid och enheter med högre prestanda.
Samsungs användning av den interna 8nm-noden antyder att den egna 7nm-tekniken är inte riktigt redo för massproduktion. Samsung räknar med en blygsam förbättring av kraftförbrukningen på 10 procent mellan sina 10nm och 8nm processer. Under tiden har TSMC en förbättring på 30 till 40 procent med sin egen rörelse från 10 till 7 nm - helt klart mycket bättre om det är korrekt. Naturligtvis kommer andra faktorer att avgöra den slutliga strömförbrukningen, men Samsungs chip kan mycket väl vara något missgynnat här.
Tri-kluster CPU-konstruktioner går i mainstream
Smartphone SoC CPU-konstruktioner är för närvarande mer intressanta och mångsidiga än de har varit på länge. Dagens octa-kärna strävar efter innovativa och effektivare klusterkonstruktioner som består av mer olika och kraftigt anpassade CPU-kärnor än någonsin tidigare. big.LITTLE har lämnat plats för stor, mitten, liten, med Cortex-A76, A75, A55, och Samsung fortsätter att kasta en kraftigt anpassad design i mixen.
2 + 2 + 4 CPU-kluster med en delad L3-cache är huvuden i Huawei och Samsungs design. Denna övergång från en 4 + 4-design till en tri-kluster är mer optimal för långvarig toppprestanda i en smartphoneformfaktor och borde också förbättra energieffektiviteten. Snapdragon 855 tar denna filosofi ett steg längre, med en 1 + 3 + 4 CPU-design.Den "främsta" kärnan i Snapdragon 855 har dubbla L2-cachen och en högre klockhastighet än de tre andra stora kärnorna, vilket gör den till den tunga lyftaren när en enkel trådprestanda krävs.
Huawei och Samsung valde för 2 + 2 + 4 CPU-konstruktioner, medan Qualcomm har gått för 1 + 3 + 4. Alla tre syftar till högre, mer hållbara prestanda.
Medan Qualcomm och Huawei håller sig till Cortex-A76-kärnor i de stora och mellersta avsnitten, väljer Samsung för den äldre Cortex-A75, sannolikt att spara på kiselstorlek och potentiellt värma. Detta kommer att hjälpa till att kompensera för de gigantiska anpassade CPU-kärnorna och även möjliggöra några extra GPU-kärnor jämfört med Kirin. Samsung implementerade sitt eget klusterhanteringssystem av typen DynamIQ, eftersom Arm inte licensierar sin DynamIQ-delade enhetsteknologi för användning med anpassade kärnkonstruktioner, så vi måste vänta för att se hur alla dessa mönster hanterar uppgiftsplanering.
Den andra stora frågan för den kommande generationen är om Samsungs fjärde generationens anpassade CPU-design är mer kraftfull och lika effektiv som Arm Cortex-A76, som utgör grunden för Kirin 980 och är anpassad i Snapdragon 855. Den tredje generationen M3 kärnan var inte lika bra som Qualcomms finjusterade Cortex-A75 inuti Snapdragon 845 i båda hänsynen, och Samsungs egna 20 procents prestationsökning och 40 procent effektiva prognoser kanske inte är tillräckligt för att jämna ut spelplanen.
Samtidigt har vi redan sett Kirin 980 utmärker sig både med CPU-prestanda med en enda och flera kärnor, och vi tränar fast sista generationens produkter. Det finns några stora designskillnader med Snapdragon 855, men potentialen för Cortex-A76 verkar verkligen imponerande.
Spel träffar en annan utrustning
Med mobilspelet fortsätter att ta en stor del av den globala marknaden finns det goda nyheter att hitta i den senaste omgången av högpresterande SoC: er. Både Samsung Exynos 9820 och Kirin 980 använder den senaste Arm Mali-G76 GPU, vilket kommer att driva spelprestanda upp ett stort hack.
Medan Kirin 980 använder en 10-kärnarkonfiguration, ungefär motsvarande en 20-kärnars Mali-G72, erbjuder Exynos 9820 extra prestanda med en 12-kärnars Mali-G76-implementering. Samsungs chipset borde vara den bättre aktören för spelare, och riktmärken nedan antyder också att detta är fallet med en viss marginal.
Denna implementering stänger också gapet med nuvarande generations Adreno-grafik. Vår hands-on med Kirin 980 bekräftar att spelprestanda i spelplatsen för nuvarande Snapdragon 845-telefoner, ibland något framåt, ibland bakom, men aldrig bryter bort. Snapdragon 855 lovar att lägga till ytterligare 20 procent under den nuvarande generationen, vilket håller näsan framför allt framför hela 2019. Även om Mali-G76 MP12-konfigurationen i Exynos 9820 ger Snapdragon 855 en mycket nära körning för sina pengar.
Sammanfattningsvis erbjuder Snapdragon 855-telefoner den bästa spelprestationen i år, följt av Exynos 9820 och sedan Kirin 980. Även om alla dessa SoC: er kommer att vara mer än snabb nog för en anständig upplevelse på de flesta avancerade mobiltitlar.
AI-förbättringar
Maskininlärning, eller AI som vissa människor kallar det, har också sett ett stort prestationsökning över alla dessa SoC: er. För första gången stöder Samsung dedicerad maskininlärningsmaskinvara i sin SoC med en neural processenhet (NPU) som erbjuder upp till 7x prestandaförstärkning jämfört med Exynos 9810. Huawei har fördubblats på NPU-kisel inuti Kirin 980, vilket säkert utvidgar företagets redan imponerande ”AI” -funktioner.
Qualcomms Snapdragon har länge stött maskininlärningsuppgifter via en heterogen blandning av CPU, GPU och DSP snarare än med specifik maskininlärningsmaskinvara. Dess DSP är designad för snabb matematik och har infört förlängningar för specifika operationer, men det har aldrig varit en dedikerad maskininlärningsdesign.
Massmatris-tensor-matematik stöds nu i hårdvara över alla dessa tre flaggskepps SoC: er.
Denna generation, Qualcomm verkar ha avgjort på den typ av extra hårdvara som den vill öka maskininlärningsprestanda. Introduktionen av en Tensor-processor till Hexagon 960 borde verkligen hjälpa till att påskynda Snapdragon 855: s prestanda i en rad applikationer.
AI-prestanda är notoriskt svårt att mäta eftersom det är starkt beroende av typen av algoritmer du kör, vilken datatyp som används och chipets specifika funktioner. Det verkar som om branschen har kommit igång med punktprodukten, massmatrismultipel / multiplicering ackumuleras som det vanligaste fallet att accelerera, och alla tre chips erbjuder ett stort boost för prestanda och energieffektivitet för denna typ av applikationer.
För konsumenter betyder det snabbare och mer batterieffektiv ansikts- och objektigenkänning, rösttranskription på enheten, överlägsen bildbehandling och andra "AI" -applikationer.
Vilket är det snabbaste?
Med enheter äntligen i våra händer har vi kunnat titta på prestationsskillnaderna mellan Snapdragon 855, Exynos 9820 och Kirin 980 lite närmare.
CPU klokt, Snapdragon 855 skjuter prestanda kuvertet på intressanta nya sätt, på grund av dess unika CPU-kärninställning och något högre klockhastigheter. Det tar vad Huawei redan har åstadkommit med Kirin 980 och driver idén till ytterligare ytterligheter. Men det är Exynos 9820 som är det mest intressanta chipet på CPU-fronten. Företagets fjärde generationens anpassade CPU-kärna levererar särskilt mer enda kärnstörning än Cortex-A76-baserad design som finns i Snapdragon 855 och Kirin 980.
På grund av dess användning av två mindre Cortex-A75-kärnor för multi-tasking håller dock chipset inte i linje med Snapdragon 855 i arbetsmängder med flera kärnor. Kirin 980 kommer dock fortfarande in precis bakom Samsungs Exynos, på grund av dess lägre totala klockhastighet än sina konkurrerande marker. Huaweis flaggskepp SoC är fortfarande väldigt smutsigt, men batteritiden har helt klart varit högre prioritet än råprestanda. Detsamma kan inte sägas för Samsungs kraft hungriga och uppriktigt stora anpassade CPU-kärnor.
Som vi diskuterade tidigare, packar Snapdragon 855s Adreno 640 grafikchip i de flesta GPU-hästkrafter av alla dessa chips. GPU flyger förbi Arm Mali-G76-delarna i sina rivaler med en betydande marginal i 3DMark och vinner de flesta GFXBench-tester också (lite mer om det i ett ögonblick). Tyvärr för Huawei faller Kirin 980: s 10-kärniga Mali-G76-implementering väl under sina konkurrenter och kommer att resultera i långsammare bildhastigheter i blödande kanttitlar. Dess prestanda faller någonstans runt förra årets Exynos och Snapdragon flaggskepp. Det här är inte långsamt, men det kommer inte att erbjuda prestanda för blödande kanter.
Innan Exynos Galaxy S10-mobiltelefoner stängdes blev märkbart hetare än sin rival när vi jämför benchmarking, så vi har också genomfört några hållbara prestandatest på chips. Resultaten gör inte bra läsning för Exynos 9820, eftersom det uppenbarligen slår tillbaka på prestanda tidigare än konkurrenterna. Så även om Exynos 'Mali-G76 MP12 ger Adreno 640 en körning för sina pengar i ett snabbtest, kommer Snapdragon 855 att erbjuda mycket bättre prestanda under en måttlig spel session.
Det tar ungefär bara 9 minuter innan Exynos 9820 slår tillbaka prestandan med cirka 16 procent. Huawei's Kirin 980 med en mindre Mali-G76 MP10-konfiguration upprätthåller sin prestanda i cirka 15 minuter. Samtidigt lyckas Qualcomm Snapdragon 855 upprätthålla mycket konsekvent prestanda i detta riktmärke under cirka 19 minuter. Här ser Exynos 9820 en andra nedskärning i prestanda. I procentuella termer stängs Snapdragon 855 tillbaka högst 31 procent av sin prestanda, med ett genomsnittligt fall på 27 procent. Däremot lämnar Exynos 9820 upp till 46 procent, med ett genomsnittligt fall på 37 procent. Samsungs chip går för varmt för att hålla sin toppprestanda potential.
Funktionsmässigt kastar Qualcomm så många extrafunktioner i sin SoC som du kan önska dig. Super snabbt LTE, 5G-stöd om du vill ha det, snabbladdning, jag är inte helt övertygad om 8K-videostöd är verkligen något som smartphones behöver när som helst snart, men vi har också högre bildhastigheter för lägre upplösningar, vilket är bra. Samsungs Exynos packar i en liknande serie funktioner och ett snabbt snabbt LTE-modem. Kirin 980 har dig ganska bra täckt också, och alla kan stödja 5G-modem för avancerade 2019-smartphones.
LÄSA: De bästa smarttelefonprocessorerna inom mellanklasset 2019
För spelare leder Qualcomms Adreno 640 grafikkärna området. För de flesta applikationer är Arm's Mali-G76 mer än tillräckligt snabb, men de som letar efter extremt högsta prestanda kanske vill välja en Snapdragon-driven telefon nästa år.
Sammantaget ser alla dessa chips väldigt imponerande ut och kommer att driva prestanda och ännu viktigare energieffektivitet upp till en annan nivå. Övergången till 7nm, eller 8nm i Samsungs fall, är goda nyheter för batteriets livslängd, om inte annat. Dessutom går vi in i en era med unika och intressanta CPU-klusterkonstruktioner och maskininlärningsmöjligheter. Smartphone SoC-tekniken fortsätter att förnya sig imponerande.
