Contenido
- Resumen de especificaciones
- Los diseños de CPU de tres clústeres se generalizan
- El juego golpea otra marcha
- Mejoras de IA
- ¿Cuál es el más rápido?
- Escucha a Gary Sims hablar sobre las diferencias en el podcast
Tres grandes diseñadores de SoC para teléfonos inteligentes ahora han detallado sus diseños de próxima generación, que impulsarán los teléfonos inteligentes a lo largo de 2019. Huawei fue el primero con su Kirin 980, que ya alimenta la serie Huawei Mate 20. Samsung lo siguió, anunciando su Exynos 9820. Ahora Qualcomm acaba de anunciar el Snapdragon 855.
Como de costumbre, se ofrecen una selección de mejoras de rendimiento tanto en el departamento de CPU como en el de GPU. También hay un enfoque continuo en las capacidades de procesamiento de "AI" y una conectividad 4G LTE más rápida, pero todavía no hay un chip 5G listo para usar en el mercado. Si está pensando en comprar un teléfono inteligente caro el próximo año, aquí está todo lo que necesita saber sobre los conjuntos de chips que los impulsarán.
Resumen de especificaciones
Estos chips de alto rendimiento se están moviendo hacia tecnologías más nuevas en todos los ámbitos. Existen los últimos diseños de CPU Arm y personalizados, nuevos componentes de GPU, silicio de aprendizaje automático reforzado y módems LTE más rápidos. Samsung y Qualcomm lideran la industria aquí con chips LTE de 2 Gbps con tecnologías de agregación de operadores masivos, que deberían ofrecer mejoras de conectividad en el borde de la celda y en áreas densas sobre el Kirin 980. El soporte multimedia continúa avanzando también, con HDR e incluso contenido de 8K soporte que aparece en los chips Exynos y Snapdragon, y soporte de hardware para códecs H.265 y VP9 para una mejor eficiencia.
Notablemente, los módems 5G están ausentes de estos tres chips de próxima generación, lo que puede parecer extraño dado el impulso que algunos operadores y fabricantes están haciendo para 5G en 2019. Sin embargo, los tres chips admiten 5G a través de módems externos, lo que lo convierte en un extra opcional para aquellos dispositivos que introducen soporte temprano.
Huawei y Qualcomm ahora están en TSMCs de 7 nm, mientras que Samsung está muy cerca en su propio proceso de 8 nm.
Se ha hecho mucho más alboroto sobre la carrera a 7 nm. Huawei hizo de esto una parte clave de su anuncio Kirin 980, lo que llevó a Qualcomm a declarar que también construiría su chip de próxima generación en el proceso de 7 nm de TSMC. La industria móvil ya está pasando rápidamente de 10 nm en su búsqueda de eficiencia energética y huellas de silicio más pequeñas. Para nosotros, los consumidores, los chips de 7 nm deberían significar una mayor duración de la batería y dispositivos de mayor rendimiento.
El uso de Samsung de su nodo interno de 8 nm sugiere que su propia tecnología de 7 nm no está lista para la producción en masa. Samsung espera una modesta mejora del consumo de energía del 10 por ciento entre sus procesos de 10 nm y 8 nm. Mientras tanto, TSMC cuenta con una mejora del 30 al 40 por ciento con su propio movimiento de 10 a 7 nm, claramente mucho mejor si es preciso. Por supuesto, otros factores determinarán el consumo de energía final, pero el chip de Samsung bien podría estar ligeramente en desventaja aquí.
Los diseños de CPU de tres clústeres se generalizan
Los diseños de CPU SoC para teléfonos inteligentes son actualmente más interesantes y diversos de lo que han sido en mucho tiempo. Los octa-core de hoy se esfuerzan por diseños de clúster innovadores y más eficientes que consisten en núcleos de CPU más diversos y altamente personalizados que nunca. big.LITTLE ha dado paso a big, middle, little, con Cortex-A76, A75, A55, y Samsung continúa lanzando un diseño muy personalizado en la mezcla.
Los clústeres de CPU 2 + 2 + 4 con un caché L3 compartido son los elementos básicos del diseño de Huawei y Samsung. Esta transición de un diseño 4 + 4 a un tri-cluster es más óptima para un rendimiento máximo sostenido en un factor de forma de teléfono inteligente y también debería mejorar la eficiencia energética. El Snapdragon 855 lleva esta filosofía un paso más allá, con un diseño de CPU 1 + 3 + 4.El núcleo "principal" en el Snapdragon 855 cuenta con el doble de caché L2 y una velocidad de reloj más alta que los otros tres núcleos grandes, lo que lo hace pesado cuando se requiere un rendimiento máximo de un solo hilo.
Huawei y Samsung optaron por diseños de CPU 2 + 2 + 4, mientras que Qualcomm optó por 1 + 3 + 4. Los tres apuntan a un rendimiento más alto y más sostenible.
Mientras Qualcomm y Huawei se adhieren a los núcleos Cortex-A76 en las secciones grande y media, Samsung opta por el Cortex-A75 anterior, que probablemente ahorre en tamaño de silicio y potencialmente calor. Esto ayudará a compensar los gigantescos núcleos de CPU personalizados y también permitirá algunos núcleos de GPU adicionales en comparación con el Kirin. Samsung implementó su propio sistema de administración de clúster tipo DynamIQ, ya que Arm no licencia su tecnología de unidad compartida DynamIQ para usar con diseños de núcleo personalizados, por lo que tendremos que esperar para ver cómo todos estos diseños manejan la programación de tareas.
La otra gran pregunta para esta próxima generación es si el diseño de CPU personalizada de cuarta generación de Samsung es más potente y tan eficiente como el Arm Cortex-A76, que forma la base del Kirin 980 y está ajustado en el Snapdragon 855. La tercera generación M3 Core no era tan bueno como el Cortex-A75 ajustado de Qualcomm dentro del Snapdragon 845 en ambos aspectos, y el propio aumento del rendimiento del 20 por ciento de Samsung y las proyecciones de eficiencia del 40 por ciento podrían no ser suficientes para nivelar el campo de juego.
Mientras tanto, ya hemos visto que el Kirin 980 sobresale en el rendimiento de CPU de uno o varios núcleos, superando firmemente los productos de última generación. Hay algunas diferencias de diseño importantes con el Snapdragon 855, pero el potencial del Cortex-A76 ciertamente parece impresionante.
El juego golpea otra marcha
Dado que los juegos móviles continúan obteniendo una parte importante del mercado global, hay buenas noticias en esta última ronda de SoC de alto rendimiento. Tanto el Samsung Exynos 9820 como el Kirin 980 usan la última GPU Arm Mali-G76, que elevará el rendimiento de los juegos a un nivel superior.
Mientras que el Kirin 980 usa una configuración de 10 núcleos, aproximadamente equivalente a un Mali-G72 de 20 núcleos, el Exynos 9820 ofrece un rendimiento adicional con una implementación Mali-G76 de 12 núcleos. El chipset de Samsung debería ser el mejor para los jugadores, y los puntos de referencia a continuación también sugieren que este es el caso con bastante margen.
Esta implementación también cierra la brecha con los gráficos Adreno de la generación actual. Nuestra práctica con el Kirin 980 confirma que el rendimiento de los juegos en el estadio de los actuales teléfonos Snapdragon 845, a veces ligeramente por delante, a veces por detrás, pero nunca separándose. El Snapdragon 855 promete agregar un 20 por ciento adicional sobre la generación actual, lo que mantiene notablemente al frente durante todo 2019. Aunque la configuración Mali-G76 MP12 dentro del Exynos 9820 le da al Snapdragon 855 una carrera muy cercana por su dinero.
En resumen, los teléfonos Snapdragon 855 ofrecen el mejor rendimiento de juego este año, seguidos del Exynos 9820 y luego el Kirin 980. Aunque todos estos SoC serán más que lo suficientemente rápidos para una experiencia decente en la mayoría de los títulos móviles de gama alta.
Mejoras de IA
El aprendizaje automático, o IA, como lo llaman algunas personas, también ha visto un gran aumento del rendimiento en todos estos SoC. Por primera vez, Samsung admite hardware de aprendizaje automático dedicado dentro de su SoC con una unidad de procesamiento neuronal (NPU) que ofrece un aumento de rendimiento de hasta 7 veces en comparación con el Exynos 9810. Huawei ha duplicado el silicio NPU dentro del Kirin 980, que ciertamente extiende las ya impresionantes capacidades de "IA" de la compañía.
Snapdragon de Qualcomm ha apoyado durante mucho tiempo las tareas de aprendizaje automático, a través de una combinación heterogénea de CPU, GPU y DSP en lugar de hardware de aprendizaje automático específico. Su DSP está diseñado para matemática rápida y ha introducido extensiones para operaciones específicas, pero nunca ha sido un diseño dedicado de aprendizaje automático.
Las matemáticas de tensor de matriz masiva ahora son compatibles con el hardware en los tres SoC emblemáticos.
Esta generación, Qualcomm parece haberse decidido por el tipo de hardware adicional que desea para aumentar el rendimiento del aprendizaje automático. La introducción de un procesador Tensor en el Hexagon 960 realmente debería ayudar a acelerar el rendimiento del Snapdragon 855 en una variedad de aplicaciones.
El rendimiento de la IA es notoriamente difícil de medir porque depende en gran medida del tipo de algoritmos que esté ejecutando, el tipo de datos utilizado y las capacidades específicas del chip. La industria parece haberse decidido por el producto de puntos, la matriz de masa múltiple / múltiple se acumula como el caso más común para acelerar, y los tres chips ofrecen un gran impulso al rendimiento y la eficiencia energética para este tipo de aplicación.
Para los consumidores, eso significa un reconocimiento facial y de objetos más rápido y más eficiente con la batería, transcripción de voz en el dispositivo, procesamiento de imágenes superior y otras aplicaciones de "IA".
¿Cuál es el más rápido?
Con los dispositivos finalmente en nuestras manos, hemos podido observar las diferencias de rendimiento entre Snapdragon 855, Exynos 9820 y Kirin 980 un poco más cerca.
En cuanto a la CPU, el Snapdragon 855 supera el rendimiento en nuevas e interesantes formas, debido a su configuración única de núcleo de CPU y velocidades de reloj ligeramente más altas. Toma lo que Huawei ya ha logrado con el Kirin 980 y lleva la idea a extremos aún más. Sin embargo, es el Exynos 9820 el chip más interesante en el frente de la CPU. El núcleo de CPU personalizado de cuarta generación de la compañía ofrece notablemente más gruñido de núcleo único que el diseño basado en Cortex-A76 que se encuentra en Snapdragon 855 y Kirin 980.
Sin embargo, debido al uso de dos núcleos Cortex-A75 más pequeños para la multitarea, el chipset no sigue el ritmo del Snapdragon 855 en cargas de trabajo de múltiples núcleos. Sin embargo, el Kirin 980 sigue justo detrás del Exynos de Samsung, debido a sus velocidades de reloj generales más bajas que sus chips rivales. El SoC insignia de Huawei sigue siendo muy ágil, pero la duración de la batería ha sido claramente una prioridad más alta que el rendimiento en bruto. No se puede decir lo mismo de los núcleos de CPU personalizados, hambrientos de energía y francamente enormes de Samsung.
Como discutimos anteriormente, el chip gráfico Adreno 640 del Snapdragon 855 incluye la mayor potencia de GPU de todos estos chips. La GPU vuela más allá de las partes Arm Mali-G76 en sus rivales por un margen considerable en 3DMark y también gana la mayoría de las pruebas de GFXBench (un poco más sobre eso en un momento). Desafortunadamente para Huawei, la implementación de 10 núcleos Mali-G76 del Kirin 980 está muy por debajo de sus rivales y dará como resultado velocidades de fotogramas más lentas en títulos de vanguardia. Su rendimiento cae en algún lugar alrededor de los buques insignia de Exynos y Snapdragon del año pasado. Esto no es lento, pero no ofrecerá un rendimiento de vanguardia.
Antes de cerrar, los teléfonos Exynos Galaxy S10 se volvieron notablemente más calientes que su rival durante el benchmarking, por lo que también realizamos algunas pruebas de rendimiento sostenibles en los chips. Los resultados no son una gran lectura para el Exynos 9820, ya que claramente reduce el rendimiento antes que sus competidores. Entonces, aunque el MP12 Mali-G76 de Exynos le da al Adreno 640 una carrera por su dinero en una prueba rápida, el Snapdragon 855 ofrecerá un rendimiento mucho mejor sostenido durante una sesión de juego moderada.
Se tarda aproximadamente solo 9 minutos antes de que el Exynos 9820 reduzca el rendimiento en aproximadamente un 16 por ciento. El Kirin 980 de Huawei con una configuración más pequeña Mali-G76 MP10 mantiene su rendimiento durante unos 15 minutos. Mientras tanto, el Qualcomm Snapdragon 855 logra mantener un rendimiento altamente consistente en este punto de referencia durante aproximadamente 19 minutos. Aquí el Exynos 9820 ve un segundo recorte en el rendimiento. En términos porcentuales, el Snapdragon 855 acelera al máximo el 31 por ciento de su rendimiento, con una caída promedio del 27 por ciento. Por el contrario, el Exynos 9820 se rinde hasta un 46 por ciento, con una caída promedio del 37 por ciento. El chip de Samsung se calienta demasiado para mantener su máximo potencial de rendimiento.
En cuanto a las características, Qualcomm incluye tantos extras en su SoC como desee. LTE súper rápido, soporte 5G si lo desea, carga rápida, no estoy completamente convencido de que el soporte de video 8K sea realmente algo que los teléfonos inteligentes necesitarán pronto, pero también tenemos velocidades de cuadro más altas para resoluciones más bajas, lo cual es genial. Exynos de Samsung incluye una variedad similar de características y un módem LTE increíblemente rápido. El Kirin 980 también lo tiene bastante bien cubierto, y todos pueden admitir módems 5G para teléfonos inteligentes de gama alta 2019.
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Para los jugadores, el núcleo de gráficos Adreno 640 de Qualcomm lidera el campo. Para la mayoría de las aplicaciones, el Mali-G76 de Arm es más que suficientemente rápido, pero aquellos que buscan un rendimiento extremo y de primera línea pueden optar por un teléfono con tecnología Snapdragon el próximo año.
En general, todos estos chips se ven muy impresionantes e impulsarán el rendimiento y, lo que es más importante, la eficiencia energética a otro nivel. El cambio a 7nm, u 8nm en el caso de Samsung, es una buena noticia para la duración de la batería, por lo menos. Además, estamos entrando en una era de diseños de clúster de CPU únicos e interesantes y capacidades de aprendizaje automático. La tecnología SoC de teléfonos inteligentes continúa innovando a un ritmo impresionante.
