هرآنچه درباره پردازنده اسنپدراگون 855 باید بدانید

کوالکام نامی آشنا در صنعت موبایل است که پردازنده ها و تراشه هایش همه ساله به طیف گسترده ای از گوشی های هوشمند، از دستگاه های پایین رده گرفته تا پرچم داران هزار دلاری قدرت می بخشند. کوالکام اواخر سال گذشته ی میلادی، با پرده برداری از اسنپدراگون ۸۵۵ به عنوان نماینده ی این شرکت در بازار پردازنده های پرچم دار ۲۰۱۹، خود را برای رقابتی تنگاتنگ با بزرگانی همچون اپل، سامسونگ و هواوی آماده کرد.
اگرچه چندین ماه از زمان رونمایی اسنپدراگون ۸۵۵ می گذرد؛ اما با ورود دیرهنگام و البته غیررسمی محصولات مبتنی بر این پردازنده، نظیر شیائومی می ۹ و وان پلاس ۷ پرو به بازار کشورمان، تصمیم گرفتیم تا نگاهی عمیق به مشخصات و ویژگی های اسنپدراگون ۸۵۵ داشته باشیم. در ادامه زومیت را همراهی کنید.اسنپدراگون ۸۵۵ دربرابر نسل قبلپارامترها / پردازندهاسنپدراگون ۸۵۵اسنپدراگون ۸۴۵ CPU یک هسته ی Kryo 485 Gold Prime با فرکانس ۲.۸۴ گیگاهرتز
۳ هسته ی Kryo 485 Gold با فرکانس ۲.۴۲ گیگاهرتز
۴ هسته ی Kryo 485 Silver با فرکانس ۱.۸ گیگاهرتز ۴ هسته ی Kryo 385 Gold با فرکانس ۲.۸ گیگاهرتز
۴ هسته ی Kryo 385 Silver با فرکانس ۱.۸ گیگاهرتز حافظه ی کش L2 هسته ی Gold Prime کش ۵۱۲ کیلوبایتی
هسته های Gold هرکدام ۲۵۶ کیلوبایت
هسته های Silver هرکدام ۱۲۸ کیلوبایت هسته های Gold هرکدام ۲۵۶ کیلوبایت
هسته های Silver هرکدام ۱۲۸ کیلوبایت حافظه ی کش L3 ۲ مگابایت L3 مشترک در قالب DSU
۳ مگابایت کش سطح سیستم ۲ مگابایت L3 مشترک در قالب DSU
۳ مگابایت کش سطح سیستم GPU Adreno 640 Adreno 630
با فرکانس ۷۱۰ مگاهرتز حافظه ی رم ۴ کانال ۱۶ بیتی LPDDR4X با فرکانس ۲۱۳۳ مگاهرتز
پهنای باند ۳۴.۱ گیگابایت برثانیه ۴ کانال ۱۶ بیتی LPDDR4X با فرکانس ۱۸۶۶ مگاهرتز
پهنای باند ۲۹.۹ گیگابایت برثانیه رابط حافظه ی ذخیره سازی UFS 3.0 UFS 2.1 پردازنده ی سیگنال تصویر Spectra 380
یک حسگر ۴۸ یا دو حسگر ۲۲ مگاپیکسلی Spectra 280
یک حسگر ۳۲ یا دو حسگر ۱۶ مگاپیکسلی ان کُد / دی کُد 2160p با نرخ ۶۰ فریم برثانیه
۱۰ بیتیH.265 ،HDR10 ، +HDR10 و HLG ان کُد 2160p با نرخ ۶۰ فریم برثانیه
۱۰ بیتی H.265 مودم Snapdragon X24 LTE
Cat.20
دانلود ۲۰۰۰ مگابیت برثانیه
آپلود ۳۱۶ مگابیت برثانیه Snapdragon X20 LTE
Cat.18/13
دانلود ۱۲۰۰ مگابیت برثانیه
آپلود ۱۵۰ مگابیت برثانیه فرایند ساخت ۷ نانومتری N7 ۱۰ نانومتری LPP
در قلب پردازنده ی اسنپدراگون ۸۵۵، هسته های پردازشی جدید آرم موسوم به Cortex-A76 نقش CPU را ایفا می کنند. پیش تر در بررسی پی ۳۰ پرو مشاهده کردیم که کرین ۹۸۰ به عنوان نخستین پردازنده ی مجهز به هسته های Cortex-A76 در ترکیب با لیتوگرافی هفت نانومتری، عملکرد جالب توجهی را به نمایش می گذارد؛ بنابراین مایه ی تعجب نیست که وضعیت برای اسنپدراگون ۸۵۵ نیز چنین باشد.
راهکار کوالکام برای به کارگیری هسته های Cortex-A76 اندکی با رقیب چینی تفاوت دارد. اسنپدراگون ۸۵۵ در مجموع از ۴ هسته ی A76 بهره می برد که کوالکام آن ها را با نام Kryo 485 Gold معرفی می کند، این هسته ها درکنار ۴ هسته ی Cortex-A55 نقش پردازنده ی مرکزی اسنپدراگون ۸۵۵ را برعهده دارند؛ اما تفاوت های بین پردازنده ی کوالکام و کرین ۹۸۰ به فرکانس کاری هسته ها، نوع پیکربندی حافظه ی کش و تغییراتی در پارامترهای ریزمعماری بازمی گردد.
کوالکام برای نخستین بار و پس از گذر سه سال از زمان کسب مجوز «Built on Cortex Technology » (مجوزی که به شرکت های تراشه ساز امکان درخواست ایجاد تغییر در ریزمعماری آرم و به کارگیری نسخه ی سفارشی شده در محصولاتشان را می دهد)، با رونمایی از اسنپدراگون ۸۵۵، جزئیات مربوط به تغییرات اِعمال شده روی ریزمعاری ARM را نیز منتشر کرد. ۴۵ درصد بهبود عملکرد CPU نسبت به گذشته
ظاهرا هسته های Cortex-A76 به کاررفته در اسنپدراگون ۸۵۵، پنجره ی «اجرای خارج از نوبت » بزرگ تری (الگوریتمی که به پردازنده اجازه می دهد تا دستورالعمل ها را براساس دسترسی پذیری داده ها و واحدها اجرا کند و بدین ترتیب از مدت غیرفعال بودن خود بکاهد) را در اختیار پردازنده قرار می دهند. به نظر می رسد که این پنجره ی بزرگ تر به لطف افزایش ابعاد بافر ROB (این بافر در الگوریتم اجرای خارج از نوبت، امکان تحویل ترتیبی دستورالعمل ها را فراهم می آورد) حاصل شده باشد. نسخه ی عادی هسته ی A76 از ۱۲۸ بافر دستورالعمل بهره می برد، در حالی که ابعاد بافر هسته های A76 سفارشی شده ی کوالکام، به مقدار نامعلومی افزایش یافته است.
درکنار آنچه به نظر می رسد، افزایش بافر ROB باشد، کوالکام اعلام کرد که واکش های داده (فراخوانی داده ها توسط پردازنده، پیش از آنکه مورد نیاز باشند) نیز برای بهره وری بهتر پردازنده، بهینه شده اند. در حال حاضر مشخص نیست که منظور کوالکام از واژه ی «بهره وری » به بهره وری انرژی بازمی گردد یا به بهره وری در چگونگی واکشی داده ها اشاره دارد. ضمنا هنوز از ماهیت تغییرات به وجودآمده، مانند تغییر تعداد مسیرهای واکشی داده یا تغییر نوع واکش ها اطلاعاتی در دست نیست.
در حالی که پردازنده ی کرین ۹۸۰ از طراحی ۲+۲، شامل دو هسته ی بهینه شده برای فرکانس های بالا و دو هسته ی بهینه شده برای بهره وری بالاتر برای هسته های A76 بهره می برد، مهندسان کوالکام برای اسنپدراگون ۸۵۵ طراحی ۳+۱ را در نظر گرفته اند.
قدرتمندترین هسته ی پردازشی اسنپدراگون ۸۵۵ که کوالکام آن را Kryo 485 Gold Prime می نامد، با فرکانس ۲.۸۴ گیگاهرتزی کار می کند و ۵۱۲ کیلوبایت کش L2 در اختیار دارد. هرکدام از هسته های بزرگ دیگر با نام Kryo 485 Gold و فرکانس ۲.۴۲ گیگاهرتزی از ۲۵۶ کیلوبایت کش L2 بهره می برند. انتظار می رفت تا کوالکام با بهره گیری از طراحی کلاستر DynamIQ آرم، پشتیبانی از فرکانس ها و سطوح ولتاژ متفاوت را به پردازنده ی پرچم دار خود بیاورد؛ اما هسته ی Prime فاقد سطح ولتاژ اختصاصی است و با سه هسته ی بزرگ دیگر از یک سطح ولتاژ مشترک استفاده می کند. چینش ۴+۳+۱ هسته ها با هدف بهبود عملکرد تک هسته ای انتخاب شده است
در طیف گسترده ای از سناریوها، نظیر وب گردی، تنها یک ترد بزرگ فعال است؛ بنابراین احتمالا ترکیب ۳+۱ نسبت به حالت ۲+۲، عملکرد و بهره وری بهتری را ارائه خواهد داد؛ اما از آنجا که هسته های بزرگ اسنپدراگون ۸۵۵ از سطوح ولتاژ مجزایی بهره نمی برند، بدین ترتیب در عمل شاهد بهبودهای چشم گیری نخواهیم بود. در نتیجه، پردازنده ی هشت هسته ای اسنپدراگون ۸۵۵ به میزان زیادی از دستیابی به بهره وری انرژی پیش بینی شده بازمی ماند؛ چرا که هر دو گروه هسته های بزرگ (۳+۱) همواره بیش از نیاز خود ولتاژ دریافت خواهند کرد، حتی اگر یکی از دو گروه بتواند با ولتاژ بسیار کمتر نیز به فعالیت خود ادامه دهد.
براساس ادعای کوالکام، پردازنده ی اسنپدراگون ۸۵۵، تا ۴۵ درصد بهبود در عملکرد CPU را نسبت به اسنپدراگون ۸۴۵ ارائه می دهد؛ اما در کمال تعجب این شرکت هیچ گونه آماری را درباره ی میزان بهره وری انرژی پردازنده ی مرکزی اسنپدراگون ۸۵۵ به اشتراک نگذاشت. کوالکام مدعی است که پردازنده ی جدیدش در زمینه ی سرعت اجرای اپلیکیشن های روزمره نظیر جیمیل، فیسبوک، گوگل مپ یا توییتر نسبت به دو رقیب هفت نانومتری A12 اپل و کرین ۹۸۰ هواوی، عملکرد بسیار بهتری دارد.حافظه ی کش اشتراکی کمتر؛ نقطه ضغف اسنپدراگون ۸۵۵ مقابل کرین ۹۸۰
هسته های کم مصرف Cortex-A55 با فرکانس ۱.۸ گیگاهرتز کار می کنند و هرکدام از آن ها از حافظه ی کش ۱۲۸ کیلوبایتی L2 بهره می برند. بدین ترتیب به نظر می رسد که اسنپدراگون ۸۵۵ از حیث هسته های کوچک، تفاوتی با اسنپدراگون ۸۴۵ ندارد و شرکت سازنده از لیتوگرافی هفت نانومتری پردازنده تنها برای بهبود بهره وری انرژی این هسته ها استفاده کرده است.
درحالی که رقیب چینی حافظه ی کش L3 اشتراکی ۴ مگابایتی را برای کرین ۹۸۰ تدارک دیده، کوالکام در کمال ناباوری، از این حیث تغییری نسبت به گذشته ایجاد نکرده است و اسنپدراگون ۸۵۵ از ۲ مگابایت حافظه ی کش اشتراکی سطح L3 بهره می برد.
براساس اعلام کوالکام، واحد پردازش گرافیکی به کاررفته در اسنپدراگون ۸۵۵، موسوم به آدرنو ۶۴۰، حدود ۲۰ درصد بهبود عملکرد را نسبت به نسل گذشته تجربه می کند. تراشه ساز آمریکای مدعی است که پردازنده ی جدیدش، ۵۰ درصد واحد محاسبه و منطق (ALU) بیش تری برای محاسبات FP32 و FP16 دارد.
کوالکام برای نمایش میزان بهینگی GPU در اسنپدراگون ۸۵۵، مقایسه ای بین عملکرد اسنپدراگون ۸۴۵ و ۸۵۵ حین اجرای بازی PUBG با نرخ ۴۰ فریم برثانیه ترتیب داد که براساس آن، شاهد ۲۸ درصد کاهش مصرف انرژی در کاربری های گرافیکی یکسان هستیم.
واحد پردازش آدرنو ۶۴۰ از بازی های HDR و مبتنی بر «رندرینگ فیزیکی » (راهکاری برای مدل سازی بهتر و واقع گرایانه تر نور در محتوای گرافیکی) پشتیبانی می کند. پایپ لاین های این پردازنده ی گرافیکی با عمق رنگ ۱۰ بیتی و فضای رنگی Rec ۲۰۲۰ سازگاری دارد.۲۰ درصد بهبود عملکرد GPU نسبت به گذشته
کوالکام در جریان رویداد معرفی اسنپدراگون ۸۵۵، اعلام کرد که توسعه دهندگان ازطریق موتورهای Unity و Unreal 4 می توانند موادی حقیقی را که توسط شرکت هایی همچون Quixels و Allegorithmic از داده های علمی ایجاد شده اند، در طراحی محیط های بازی و واقعیت افزوده به کار گیرند تا بدین ترتیب پارامترهایی همچون سختی سطوح، انعکاس صدا، نورپردازی و درک عمق به واقعیت نزدیک تر باشد.
به لطف ماژول آدرنو ۶۴۰، پردازنده ی قدرتمند کوالکام برای نخستین بار از فرمت های HDR10+ و دالبی ویژن نیز پشتیبانی خواهد کرد و دستگاه های مبتنی بر این پردازنده نیز امکان اجرای بازی ها با نرخ ۱۲۰ فریم برثانیه و پخش ویدیوهای ۳۶۰ درجه ی 8K را خواهد داشت.
بلوک پردازنده ی سیگنال دیجیتال (DSP) به کاررفته در اسنپدراگون ۸۵۵ موسوم به هگزاگون ۶۹۰، علاوه بر آنکه بهبودهایی را نسبت به نسل گذشته تجربه می کند، ویژگی های جدیدی را نیز در بطن خود دارد. بلوک DSP جدید از ۴ پایپ لاین برداری 1024b بهره می برد که نسبت به هگزاگون ۶۸۰/۶۸۵ افزایش ۱۰۰ درصدی را نشان می دهد. از سوی دیگر، عملکرد پایپ لاین های اسکالر نیز ۲۰ درصد بهبود داشته است که احتمالا به تغییرات ریزمعماری یا افزایش فرکانس بازمی گردد.شتاب دهنده ی تانسور + DSP = موتور هوش مصنوعی کوالکام
نکته ی جالب توجه درباره ی DSP جدید، اضافه شدن شتاب دهنده ی تنسور اختصاصی به آن است. این شتاب دهنده به نسخه ای ساده شده از یک واحد MAC (واحدی در پردازش سیگنال دیجیتال که حاصل ضرب دو عدد را محاسبه کرده و به یک انباشتگر اضافه می کند) در موتورهای شبکه ی عصبی شرکت های دیگر شباهت دارد و نخستین نسل از موتورهای استنتاج یادگیری ماشین کوالکام به حساب می آید، هرچند که تراشه ساز آمریکایی آن را چهارمین نسل از «موتور هوش مصنوعی » خود می داند (پیش تر این نام برای استنتاج یادگیری ماشین روی CPU، GPU و DSP استفاده می شد).
یکی از محدودیت هایی که کوالکام در معماری های پیشین با آن مواجه بود، به ناتوانی DSP در پردازش بارهای محاسباتی مرسوم خود درکنار محاسبات استنتاجی یادگیری ماشین بازمی گردد. اکنون شرکت سازنده تأیید می کند که در اسنپدراگون ۸۵۵، واحد تنسور جدید می تواند هم زمان با واحد های برداری و مستقل از آن ها فعال باشد. بدین ترتیب تسک های مربوط به پردازش تصویر به موازات تسک های استنتاجی انجام خواهند شد و پردازنده ی جدید کارایی بسیاری بهتری در پردازش های مربوط به یادگیری ماشین خواهد داشت.
درکنار واحد های برداری و تنسور، ماژول جدید Voice Assistant AI مشاهده می شود که نقش آن شتاب دهی به پردازش های رایج هوش مصنوعی در دستیار های دیجیتال، همچون بایدو و گوگل اسیستنت خواهد بود.
اسنپدراگون ۸۵۵ نسخه ی ارتقا یافته ای از پردازنده ی سیگنال تصویر (ISP) اسپکترا ۳۸۰ را نیز در بطن خود دارد که به مدد واحد سه هسته ای Computer Vision، توان پردازشی آن بهبود یافته است. کوالکام ادعا می کند که این واحد می تواند تا ۴ برابر بیش از گذشته در وظایفی همچون دسته بندی و تفکیک سوژه، تشخیص عمق (با نرخ ۶۰ فریم برثانیه)، ردگیری حرکت در واقعیت افزوده و لرزش گیری تصویر، بهره وری انرژی داشته باشد. ضمن اینکه ضبط ویدیوهای 4K HDR نیز نسبت به اسنپدراگون ۸۴۵، تا ۳۰ درصد مصرف انرژی کمتری خواهد داشت.اسنپدراگون ۸۵۵ برای دستیابی به 5G به مودم مجزا نیاز دارد
پردازنده ی اسنپدراگون ۸۵۵ در بطن خود مودم اسنپدراگون X24 را دارد که امکان برقراری اتصال LTE Cat.20 با سرعت دانلود بالغ بر ۲ گیگابیت برثانیه را فراهم می آورد. ارتقاء سرعت به مدد تجمیع ۷ برابری حامل های LTE با 4x4 MIMO و 256QAM حاصل شده است. مودم جدید برای نخستین بار در زمینه ی آپلود نیز برای دستیابی به سرعت ۳۰۰ مگابیت برثانیه ای با تجمیع ۳ برابری حامل های LTE از 256QAM پشتیبانی می کند.
متأسفانه اسنپدراگون ۸۵۵ به تنهایی از اینترنت نسل پنجم پشتیبانی نمی کند و برای دستیابی به 5G به مودم اکسترنال اسنپدراگون X50 اتکا دارد. پردازنده ی جدید کوالکام در صورت ترکیب شدن با مودم X50 از هر دو فناوری mmWave و sub-6 GHz 5G NR پشتیبانی خواهد کرد. اسنپدراگون ۸۵۵ با یک چیسپت کمبوی وای فای اکسترنال با استاندارد جدید Wi-Fi 6 و استاندارد ۶۰ گیگاهرتزی Wi-Gig 802.11ay سازگاری دارد.