Qualcomm Snapdragon 820: самый сильный и самый интересный

Qualcomm Snapdragon 820, новейший из мобильных процессоров американского производителя, построен в рамках технологических 14-нм LPP (low power plus) нормативов на сборочных мощностях Samsung. Чипсет, предлагающий усиление в каждом аспекте оборудования и программного обеспечения, потребляет меньше энергии, работает быстрее и располагает самым насыщенным среди всех прочих кристаллов ассортиментом возможностей, реализованных на аппаратном уровне. Snapdragon 820 привлек свыше шести десятков проектных новаций. Можно смело надеяться на повсеместное появление кристалла в коммерческих изделиях к середине 2016 года.

Snapdragon 820, проходящий под модельным обозначением MSM8996, отказался от стандартных вычислительных ядер авторства ARM Holdings, пригласив их фирменное исполнение в лице 64-разрядных Kryo.

Snapdragon 820, в отличие от предшествовавшего восьмиядерного Snapdragon 810 MSM8994, обратился к четырем вычислительным ядрам, что, как могло бы показаться, достаточно странно перед лицом нынешней моды на обилие ядер. Как пример, MediaTek готовит к релизу десятиядерный MT6797 Helio X20. Между тем гонка за многоядерностью — самый простой путь в ходе решения задачи роста производительности вычислений. Те же процессоры Apple Ax сохраняют относительное спокойствие, оставаясь двухъядерными, но при этом являясь одними из самых мощных на рынке.

Ядра Snapdragon 820 получились гибкими: их максимальная тактовая частота выставлена в 2,2 ГГц (в будущем появятся кристаллы с пиковыми 3,0 ГГц), и они, располагая широким диапазоном частотного масштабирования, умело регулируют баланс между производительностью и энергопотреблением. Другими словами, отпала необходимость в формировании двух кластерных групп, когда один набор ядер, более мощных, отвечает за обработку сложных вопросов, а другой, стремящихся к энергоэкономии, отдан простым заданиям.

Для этого приглашен Symphony System Manager, менеджер системной гармонии, который разработан, чтобы иметь дело с гетерогенными вычислениями. Вероятно, речь идет о механизме на уровне ядра, который занимается оптимизацией работы кристалла вне зависимости ни от окружающей аппаратуры, ни от развернутого программного обеспечения.

Впрочем, в Snapdragon 820 всё равно два ядра Kryo получились скоростными и два — энергобережливыми. Для этого ограничен максимум тактовой частоты: в первой группе он выставлен в 2,2 ГГц, во второй — в 1,6-1,7 ГГц. Кроме того, есть определенные различия в конфигурации кеш-памяти.

По отношению к Snapdragon 810 обещан двукратный прирост производительности вычислений в однозадачных окружениях на фоне снижения энергопотребления на треть.

Snapdragon 820 умеет обращаться с двухканальной оперативной LPDDR4-памятью с максимумом тактовой частоты в 1688 МГц.

Цифровой сигнальный процессор Hexagon 680 позволяет центральному процессору не заниматься мелкими заданиями, беря на себя обслуживание, к примеру всегда включенных датчиков или несложную обработку изображений.

Видеографика Adreno 530, понимающая спецификации OpenGL ES 3.1+ и OpenCL 2.0 Full, DirectX 11.2 и Vulkan, придаст 40-процентное ускорение трехмерным игрушкам, если за точку отсчета брать Adreno 430 внутри Snapdragon 810. На столько же упало и энергопотребление.

Сопроцессоры, отвечающие за дисплейный и видеовывод, обновились, получив возможность декодирования 10-разрядного 4K-видеоряда на скорости 60 кадров/с, транслируемого через HDMI 2.0 или Miracast 2.0. Видео в формате 1080p может быть показано с частотой 240 Гц. Усилены декодеры по части поддержки форматов видеосжатия — 10-разрядного кодеков HEVC/H.265 и VP9.

Благодаря 14-разрядному процессору обработки изображений Spectra нашему чипсету под силу справиться с изображениями, параллельно захватываемыми тремя 25-мегапиксельными камерами (две тыловых, одна фронтальная) на скорости 30 кадров/с, причем с цифровой обработкой сигналов, программируемой до и после съемки. Это означает беспроблемное использование гибридного автофокуса, мультисенсорных алгоритмов и широкого ассортимента эффектов.

Так, к примеру, программный подход EcoPix занимается тем, что, считывая показатели датчика внешней освещенности, соответствующим образом меняет яркость видеоролика или картинки геймплея. Если пользователь, предположим, играет ночью, изображение игрушки становится темнее. Это добавляет реализма, создавая иллюзию, будто происходящее на экране «живет» по одинаковым с человеком часам.

Софтверная добавка TruePalette пробует повысить качество видео через корректировку цветопередачи и детализации. Для этого подключается эффективная тональная компрессия, нужная для формирования более реалистичных отражений.

Указанные технологии применяются не только к видеоряду или игровому рендерингу, но и фотографиям, которые захватываются устройством на базе Snapdragon 820. Заявлено, что EcoPix по силам снизить энергопотребление ЖК- или AMOLED-дисплеев до 30%.

Взаимодействие с устройствами хранения данных и периферией ведется через протоколы UFS 2.0, eMMC 5.1, USB 3.0 и USB 2.0.

Любопытной добавкой Snapdragon 820 выступает звуковой усилитель WSA8815, который будет соперничать с решениями класса NXP Semiconductors TFA9895. Последняя микросхема занимается улучшением качества звука посредством акустической обратной связи для каждого диапазона частот. Так, если, допустим, вокал композиции начинает звучать слишком громко, он приглушается, тогда как остальные составляющие песни свою громкость не меняют.

В состав Snapdragon 820 входит сотовый модем X12, располагающий поддержкой стандартов LTE Category 12/13 — скорости загрузки и выгрузки данных на теоретических максимумах 600 и 150 Мбит/с соответственно. Энергопотребление модема удалось снизить на внушительных 15%, тем самым практически устранив расхождение в длительности автономной работы мобильных устройств на одной зарядке: не важно, функционирует девайс в LTE-сети либо в Wi-Fi-покрытии.

Наличие сопроцессора TruSignal, занимающегося динамической корректировкой параметров беспроводных сигналов, позволяет избежать проблемы «смертельной хватки» смартфонов, а также снизить показатель соотношения сигнала к шуму, когда телефон находится на края зоны покрытия базовой станции. Итогом становится усиление (до 49%) скорости передачи в условиях слабого сигнала и продление (до 20%) автономности работы мобильного устройства благодаря сокращению мощности передачи.

Snapdragon 820 стал первым мобильным процессором, поддерживающим LTE-U. Речь идет об использовании 4G LTE в спектре нелицензируемых частот, таких, например, как 5-ГГц полоса, используемая Wi-Fi-оборудованием. Другими словами, высоконагруженные ресурсы сотовой связи перебрасываются на свободные в 5-ГГц диапазоне участки, затем агрегируясь с «нормальными» LTE-частотами.

Snapdragon 820 умеет динамически определять качество сигнала Wi-Fi, влияющее на качество голосового VoIP-общения через Интернет, и бесшовно перебрасывать звонки из Wi-Fi-каналов на LTE-связь и обратно.

Заявлено, что энергопотребление компонентов Wi-Fi-модуля удалось сократить на 45%, то есть смартфоны и планшеты смогут дольше пользоваться беспроводным Интернетом, даже если он слабый — например, в гостиницах.

Помимо Wi-Fi 802.11ac в конфигурации 2×2 MU-MIMO процессор поддерживает 60-ГГц стандарт локальной связи 802.11ad, или WiGig, которая быстрее и практичнее Wi-Fi, будучи совместимой с последней.

Snapdragon 820 привлек процедуру ускоренной зарядки Quick Charge 3.0, обещающую вчетверо большую скорость в сравнении с обычной зарядкой. Если отталкиваться от предыдущих версий технологий, новинка вдвое быстрее Quick Charge 1.0 и на треть, чем Quick Charge 2.0. На практике потребуется лишь полчаса на 80-процентное пополнение аккумулятора «электросоками».

Quick Charge 3.0 обращается к алгоритму интеллектуального согласования оптимального напряжения, позволяющему мобильному устройству выставлять уровень мощности, нужный в каждый конкретный момент процедуры зарядки. Реализована поддержка динамического регулирования напряжения от 3,6 до 20 вольт с шагом 20 милливольт, что означает бережное отношение к расходованию электроэнергии, плюс продление жизненного цикла батарей.

Заявлено о 100-процентной обратной совместимости с Quick Charge 1.0 и Quick Charge 2.0.

Реализована поддержка технологии ультразвуковой дактилоскопии Sense ID. Этот способ считывания отпечатков пальцев строит невероятно точную картину узора, включая поры и гребни на коже. Поскольку Sense ID выполняет сканирование глубоких структур кожи, обмануть датчик, подменив отпечаток пальца на его синтетическую копию, попросту невозможно.

Sense ID не мешают ни грязь на пальцах, ни влага, ни крем, ни температура кожи. Технология, в отличие от привычных емкостных сенсоров, справляется со считыванием через стекло, сапфировые кристаллы, металл и пластмассу, то есть ее можно интегрировать в самые разнообразные места смартфона, а не только кнопку «Домой», которой в принципе может и не быть вовсе.

Не менее интересной вещицей покажется интеллектуальная платформа Qualcomm Zeroth, воплощенная на аппаратном уровне. Концепция Zeroth завязана на когнитивных вычислениях и машинном обучении, которые пытаются сымитировать мышление и поведение, подобные человеческим. Итоговая цель заключена в том, чтобы сделать мобильные устройства куда более личными и полезными, нежели сейчас.

Посредством анализа информации, связанной с речью, звуком, видео и изображениями, смартфон наделяется своего рода интеллектом. В итоге упрощается поиск фотографий, самостоятельно отыскивается лучший тип беспроводной связи, повышается степень безопасности, принимаются мгновенные решения в зависимости от окружения, в котором находится коммуникатор. Что важно, всё это выполняется локально, на самом устройстве, без необходимости подключения к серверному облаку через Интернет.

Так, смартфон сможет определить, что вы находитесь, допустим, на футбольном матче, и тогда настройки камеры будут автоматически выставлены нужным образом для съемки быстрых сцен. Коммуникатор будет знать, что сейчас вы ведете автомобиль — параметры микрофона и динамика самостоятельно переключатся в режим, отвечающий повышенному уровню шума. «Умнофон» сможет мгновенно распознавать рукописные надписи, которые преподаватель вынес на учебную доску, и затем преобразовывать их в печатный текст.

Кроме того, на базе Zeroth реализована технология Smart Protect, которая при поддержке защищенного сопроцессора Qualcomm Haven Security Management следит за поведением приложений в реальном времени: как только будут замечены какие-то странности, относящиеся к вредоносному коду червя или вируса, подозрительный объект будет незамедлительно заблокирован.

И всё же производители мобильных устройств с тревогой выжидают появления Snapdragon 820: а не окажется ли он таким же «горячим», как Snapdragon 810. К счастью, есть мнение, что Qualcomm удалось справиться с проблематикой перегрева грядущего чипсета.

© СОТОВИК