Чего ожидать от процессоров для смартфонов в 2020 году и в будущем

В наши дни процессоры для смартфонов находятся в отличном месте. Флагманские смартфоны предлагают большую производительность, чем вам когда-либо понадобится, для просмотра веб-страниц, проверки электронной почты и удаления людей из друзей в Facebook. Вы даже можете получить отличную производительность по недорогой средней цене.

Когда дело доходит до ежегодных анонсов чипов и новых устройств, которые появятся в 2020 году, более плавная производительность процессора не будет предлагать того вау-фактора, который когда-то был. Мы быстро приближаемся к точке убывающей отдачи. Чипы появятся в слегка улучшенных процессах производства 7 нм +, что означает меньший прирост эффективности по сравнению с предыдущим поколением. Придется еще немного подождать 5 нм EUV.

Однако на горизонте есть еще несколько интересных тенденций, которые могут сделать 2020 год очень захватывающим годом для мобильных процессоров.

Чипы для смартфонов 2020 года

Прежде чем погрузиться в некоторые из тенденций, которые, вероятно, будут определять чипсеты следующего поколения, я выбрал самый высококлассный процессор, который будет работать на самых важных смартфонах 2020 года. Не стесняйтесь нажимать ссылки ниже для получения дополнительной информации о каждом из этих наборов микросхем.

Мобильная графика нуждается в улучшении

Мы тщательно тестируем смартфоны в рамках нашего процесса обзора, и одна область, где еще есть место для некоторых заметных улучшений, – это производительность графики. Это верно для всех: процессоры начального уровня, которые сильно отстают от сегодняшних флагманов, и флагманские модели, которые все еще могут быть оснащены более высокопроизводительным графическим кристаллом.

Рост рынка игровых телефонов и успех Nintendo Switch на базе мобильных чипов говорит о том, что есть аппетит к играм с высокой точностью воспроизведения на ходу. Qualcomm даже выпустила улучшенные игровые версии некоторых своих чипов, таких как Snapdragon 730G и новейший Snapdragon 765G. В высокопроизводительном Snapdragon 865 также есть специальные игровые функции, от графических функций до дисплеев с высокой степенью обновления. Но на самом деле то, что нужно, – это больше кремниевой области, предназначенной для графики, наряду с энергоэффективными ядрами, чтобы держать под контролем потребление батареи.

Qualcomm может похвастаться 25-процентным улучшением производительности 3D-графики между Adreno 640 в Snapdragon 855 и Adreno 650 в Snapdragon 865. Snapdragon 8xc класса ноутбуков может похвастаться еще более крупным и мощным графическим процессором Adreno 690. Однако взгляните на снимки кристалла ниже, чтобы увидеть, что кремний GPU не составляет даже четверти общего пространства кремния внутри современных телефонных SoC.

Для сравнения, линейка чипов Nvidia Tegra отводила графическому процессору значительно больше места. Последний чип Tegra Xavier для рынка машинного обучения в основном на треть состоит из графического процессора. Конечно, этот чип недостаточно эффективен для смартфонов и лишен многих кремниевых функций, от которых мы привыкли в смартфонах. 8cx также слишком большой и мощный для смартфона. Но в будущем сочетание более эффективного 5-нанометрового производства, более мощных батарей и более эффективных конструкций ядер может позволить SoC использовать большие пулы кремния графического процессора для повышения производительности.

Наконец, в 2019 году Samsung и AMD подписали соглашение об использовании архитектуры AMD RDNA в будущих разработках мобильных чипов. Сделка ссылается на микроархитектуру AMD post-Navi, поэтому она не появится в чипе Exynos до 2021 или 2022 года. Но это признак того, что производители мобильных чипов все чаще ищут полный спектр возможностей на рынке, чтобы выжить. конкурентное или ценовое преимущество.

Выделенный чип для игровых телефонов звучит как несбыточная мечта, но спрос, похоже, растет.

Больше специального силикона

Как мы уже упоминали, рынок мобильных SoC увеличивает выделение пространства кремния для новых гетерогенных вычислительных компонентов для повышения производительности при сохранении энергоэффективности. Процессор Hexagon DSP компании Qualcomm занимает значительный объем кремниевого пространства, как и NPU внутри флагманских SoC Exynos и Kirin.

Мы можем видеть эту тенденцию на приведенных выше снимках кристалла, где меньший процент площади кремния, зарезервированной для ЦП и ГП в Exynos 9820 по сравнению с 9810. Частично это связано с введением более крупного NPU, но также и с процессорами изображения камеры., оборудование для кодирования / декодирования видео и модемы 4G. Все эти компоненты соперничают за драгоценное пространство кремния во имя повышения энергоэффективности для наиболее распространенных задач смартфонов.

Традиционные CPU и GPU теперь соперничают за место на кристалле с ISP, DSP, NPU и более мощными модемами. Эта тенденция, вероятно, сохранится.

SoC следующего поколения продолжают этот путь. Все больше и больше пространства на кристалле используется для более мощных возможностей машинного обучения. Просто посмотрите на увеличенную производительность искусственного интеллекта (15TOPS) в Snapdragon 865, удваивающую возможности Qualcomm предыдущего поколения. Производители микросхем все чаще обращаются к собственным разработкам машинного обучения, поскольку они сужают наиболее распространенные варианты использования, что приводит к расширению возможностей флагманских телефонов 2020 года.

В следующем году также появятся более мощные процессоры изображений, способные обрабатывать замедленное видео 4K и 100-мегапиксельные камеры, а также более совершенные сетевые компоненты для сверхбыстрых модемов Wi-Fi 6 и 5G.

Проще говоря, мобильные чипы далеко вышли за рамки простых конструкций ЦП / ГП и становятся все более сложными.

Встроенные модемы 4G / 5G

С появлением сетей 5G по всему миру теперь у нас есть первые в отрасли SoC со встроенными многорежимными модемами 4G / 5G. Однако интегрированные модемы – это не то место, где вы найдете самую лучшую технологию 5G и максимальную скорость. Они по-прежнему присутствуют во внешних модемах, таких как Qualcomm Snapdragon X55, Samsung Exynos 5100 и Huawei Balong 5G01 или 5000.

Все флагманские смартфоны 2020 года будут использовать высокопроизводительные SoC в сочетании с внешними модемами, если они захотят предложить технологию mmWave 5G. Флагман Qualcomm Snapdragon 865 вообще не поставляется со встроенным модемом, что вызвало определенные споры. Qualcomm не так искусно подталкивает производителей телефонов к созданию телефонов 5G с модемом X55 вместо того, чтобы придерживаться 4G еще на год.

Вместо этого смартфоны среднего класса будут поставляться со встроенными модемами 5G на соответствующих рынках. Готовящиеся к выпуску MediaTek Dimensity 800, новый Snapdragon 765 и Exynos 980 – это чипы, которые будут использоваться в доступных телефонах 5G. Samsung Galaxy A90 5G только из первых примеров среднего уровня 5G телефонов, которые могли бы стать весьма популярными в 2020 году Nokia является планированием недорогого 5G телефона, как и ряд других доступных производителей мобильных телефонов.

Ядра ЦП большего размера

В этой статье мы не упоминали ядра процессора, отчасти потому, что производительность процессора уже более чем достаточна. Но это не значит, что интересных изменений не произойдет.

В SoC текущего поколения были представлены новые конфигурации ядер ЦП. Конструкции 4 + 4 big.LITTLE отсутствуют в пользу одного или двух гигантских ядер, за которыми следуют два или три немного меньших больших ядра, а затем четыре обычных энергоэффективных ядра. Эта тенденция сохраняется и в последних процессорах Snapdragon 865, Kirin 990 и Exynos 990. Лидером этой тенденции является вышеупомянутая конкуренция в области кремний, а также рост числа ядер процессоров.

Вам нужно только сравнить размер гигантского ядра M4 от Samsung с Cortex-A75 в паре, чтобы понять, почему Samsung выбрала компоновку 2 + 2 + 4. Последняя версия Arm Cortex-A77 на 17 процентов больше, чем A76, а ядро ​​Samsung следующего поколения может быть еще больше. Точно так же Apple продолжает оснащать свой чип большими мощными ядрами ЦП. Ядра большего размера помогают вывести производительность смартфонов на рынок недорогих ноутбуков, а также являются ключом к повышению игрового потенциала. Однако эти большие ядра не всегда равны, как мы видели на примере Snapdragon 855 и Exynos 9820, и в ближайшие годы мы можем увидеть большие расхождения в производительности процессора.

Точно так же мы увидели, что сокращение до 7 нм улучшило мощность и эффективность использования площади флагманских SoC, и вскоре это принесет пользу и чипам среднего уровня. Однако по мере того, как смартфоны стремятся к производительности класса портативных компьютеров, разработчикам микросхем необходимо будет тщательно учитывать аспекты площади, производительности и мощности своих ЦП. Также возникает вопрос, увидим ли мы расхождение между телефонами и чипами для ноутбуков 2-в-1 Arm в ближайший год или около того.

4 больших + 4 малых ядра будут зарезервированы для ноутбуков, а для телефонов будут использоваться трехуровневые решения.

Кроме того, смартфонам не нужны четыре сверхмощных ядра, тем более что время автономной работы является главной проблемой. Одно или два ядра для работы с тяжелыми грузами, подкрепленные ядрами средней и малой мощности для других задач, кажутся разумным выбором конструкции. 2 + 2 + 4 ядра ЦП для телефонов этого поколения останутся в 2020 году. Хотя мы можем увидеть конструкции 4 + 4 на базе подобных A77, предназначенные для ноутбуков и других приложений, требующих высокой пиковой производительности, и не так ограничен емкостью аккумулятора.

Коротко о фишках 2020

Анонсы чипов, запланированные на конец этого года и появившиеся в 2020 году, имеют несколько общих черт. Флагманские чипы будут построены на основе процессов 7 или 7 нм + FinFET, предлагая лишь незначительные улучшения энергоэффективности по сравнению с предыдущим шагом вниз с 10 нм. Смартфоны превзойдут предыдущие рекорды тестов ЦП и графических процессоров, в то же время продвинув возможности 5G и машинного обучения в массовое производство.

Читайте дальше: 2020 год станет годом усовершенствований для телефонов Android

Однако рынок высокопроизводительных наборов микросхем настроен на увеличение разнообразия. Различия между платформами Exynos, Kirin и Snapdragon между платформами Exynos, Kirin и Snapdragon будут еще больше увеличиваться между пользовательскими конструкциями ЦП и графических процессоров, микросхемой машинного обучения собственной разработки, уникальными наборами микросхем 5G и множеством других функций. Хотя не обязательно с точки зрения производительности, которую потребители действительно могут заметить. Чипы среднего уровня стали столь же разнообразными и мощными, а чипы 5G по агрессивной цене, готовые стать историей 2020 года.

Источник записи: https://www.androidauthority.com