Snapdragon 835: обзор нового супер-процессора от Qualcomm для мобильных устройств

Среди прочего обещается, что будет увеличена продолжительность времени автономной работы мобильных устройств, ускорен веб-серфинг и повышен уровень безопасности.

Новый процессор для топовых смартфонов от компании Qualcomm получил название Snapdragon 835. С интегрированным графическим ядром, ядром для обработки изображений, Hexagon-DSP и LTE-модемом, который позволяет скачивать информацию с максимальной теоретической скоростью до 1 Гбит/с, 835-й является настоящей «системой на чипе» (SoC) и, следовательно, чем-то гораздо большим, чем просто процессором для смартфонов.

Областью применения нового Snapdragon компания Qualcomm четко представляет себе смартфоны, но использоваться он наверняка будет и в VR-очках, а также в планшетах и мобильных компьютерах. В частности, корпорация Microsoft еще в конце 2016-го года объявила, что Windows 10 на топовых Snapdragon новейших поколений должна будет работать со всеми приложениями.

Для пользователей применение Snapdragon 835 означает оптимальное управление по пяти основным сценариям.

Еще немного подробностей о процессоре

835-й станет первой ARM-SoC, изготовленной по 10-нм FinFET-процессу, производитель — Samsung Semiconductors. В отличие от непосредственных предшественников семейства Snapdragon 820-х, названный как Kryo 280 процессор базируется не на полностью собственных разработках. Вместо этого компания Qaulcomm, по собственному признанию, использует восемь специально адаптированных под её потребности ядер ARM Cortex A. Четыре «) обслуживают особо требовательные к вычислительным ресурсам приложения и могут работать с тактовой частотой до 2,45 ГГц. Оставшиеся четыре ядра («efficiency cores») будут перерабатывать львиную долю обычных задач и с максимальной тактовой частотой 1,9 ГГц работать значительно энергоэффективнее.

Согласно заявлению Qualcomm, все восемь ядер могут работать как «сами по себе», так и «сообща». При этом четыре ядра в «производительном» кластере работают на одинаковой тактовой частоте. То же касается и ядер «энергоэффективного» блока. Symphony System Manager предлагает разработчикам приложений тонко настраиваемый доступ к системным ресурсам и даже позволяет им выбирать, на какой аппаратной компоненте (CPU, GPU или DSP) определенный код должен выполняться для достижения наибольшей эффективности.

Мнение CHIP

Это может быть интересно: Qualcomm в лице Snapdragon 835 обещает появление SoC, которая на бумаге оставляет замечательное впечатление. Тот факт, что американский производитель еще большую роль отводит гетерогенности архитектуры, когда каждая компонента может проявить свои самые сильные стороны, вместо того, чтобы просто продолжать увеличивать количество ГГц, должен прийтись по вкусу, прежде всего, конечным пользователям.

Кстати, об интересах пользователей: компания Qualcomm продолжает считать энергоэффективность одним из самых важных качеств процессора Snapdragon 835. Это должно радовать всех пользователей, чьи высокотехнологичные смартфоны «выдыхаются» довольно быстро. Ну и не в последнюю очередь поддержка LTE Cat16 должна обеспечить максимально эффективное использование «радио»-ресурсов и таким образом будет помогать даже тем пользователям, которые вообще не знают, для чего в мобильном устройстве нужна скорость скачивания на уровне 1 Гбит/с.

Тем не менее, компании Qualcomm еще предстоит сделать правдой обещания об увеличении производительности при одновременном снижении потребляемой мощности. Потенциальный риск заключается в том, что производитель снова использует Cortex-дизайн от ARM вместо того, чтобы полагаться на полностью собственные разработки, как в случае со Snapdragon 820. А ведь однажды все уже пошло «наперекосяк»: в Snapdragon 810 Qualcomm использовала «чистые» ядра ARM Cortex, на чем чуть не погорела — смартфоны с 810-ми SoC столкнулись с массовыми проблемами перегрева и, как следствие, снижения скорости работы.

Разумеется, производитель достаточно хорошо знаком с этими проблемами. В разговоре с редакторами Chip менеджер Qualcomm неустанно повторял, что в случае с 835-м ничего подобного происходить не будет. Об этом должны позаботиться очень глубокие и разносторонние изменения, которые инженеры Qualcomm произвели с ядрами Cortex. Мы с нетерпением ждем первые смартфоны, оснащенные Snapdragon 835, которые должны, по словам Qualcomm, выйти на рынок уже в первой половине 2022 года.

Характеристики Qualcomm Snapdragon 835 MSM8998

Основное

Графический процессор

Память

Сетевые технологии

Камеры

Экран и медиа

Технические характеристики процессора Snapdragon 835

• код модели MSM8998
• техпроцесс 10нм Samsung FinFET
• ядра Qualcomm Kryo 280, состав: 4 ядра до 2,45ГГц + 4 ядра до 1,9 ГГц
• память LPDDR4X 1866МГц, двухканальная
• GPU Adreno 540, поддержка DirectX 12, OpenGL ES 3.2, OpenCL 2.0 Full, Vulkan API, частота 710МГц
• Сигнальный процессор Hexagon 682 DSP с технологией All-Ways Aware
• Image-процессор Spectra 180 ISP (2 ISP), 14-битный, поддержка двойной камеры по 16МП или одиночной на 32МП. Гибридный автофокус, оптический зум, распознавание лиц, запись HDR видео
• запись видео до 4К на 30FPS, вопроизведение до 4К 60FPS, поддержка кодеков H.264, H.265 и VP9
• поддержка разрешения экрана устройства до 4К, внешнего дисплея — также до 4К, 60FPS, глубина цвета 10 бит
• формат внутренней памяти — UFS2.1 Gear3 2L, поддержка карт памяти формата SD 3.0 (UHS-I)
• модем Qualcomm X16 LTE — категории LTE cat.16 / cat.13. Скачивание с агрегацией частот 4х20МГц, пиковая скорость 1Гбит/с. Аплоад с агрегацией частот 2х20МГц, скорость до 150Мбит/с, поддержка VoLTE, Ultra HD Voice (EVS), CSFB to 3G и 2G, дополнительный чип Qualcomm RF360 для распознавания редких операторских частот
• Стандарты Wi-Fi 802.11ad, 802.11ac Wave 2, 802.11n, 802.11a/b/g, частоты 2,4ГГц, 5ГГц, 60ГГц, пиковая скорость 867Мбит/с, конфигурация MIMO 2x2 (2 потока)
• Bluetooth 5.0
• поддержка систем геопозиционирования GPS, GLONASS, Beidou, Galileo, QZSS, SBAS
• Система безопасности Qualcomm Heaven Security
• Технология зарядки Qualcomm QuickCharge 4.0, позволяющая зарядить батарею до 50% всего за 15 минут
• Сниженный нагрев в связи с переходом на более тонкий техпроцесс и понижением общего энергопотребления, полное отсутствие троттлинга
• Производительность по тесту Антуту — 181118 балла (скрины ниже)
• Цена высокая, класс устройств на процессоре Snapdragon 835 — топовые флагманы 2022 года

Архитектура процессора

Разработчик

Техпроцесс 10нм

Более тонкий техпроцесс — это проектные нормы 10нм, достигнутые на фабриках Samsung. Почему Qualcomm вдруг изменил давнему партнёру TSMC и переметнулся к Самсунгу — не совсем понятно: Тайваньский TSMC уже тестирует переход на 10нм на новой фабрике Fab15b на Тайване и уже получил несколько заказов, но, судя по всему, не получит главный заказ 2022 года от Qualcomm. Почему повезло Самсунгу? Видимо, благодаря успехам его последнего чипа Exynos 8890 с ядрами M1, который показывал производительность, близкую к Snapdragon 820. Плюс у Самсунга плохо идут дела после провала Galaxy Note 7 и он готов идти на серьёзные уступки в переговорах. Поэтому новый процессор куалком будет выполнен на базе техпроцесса Samsung 10nm FinFET, что позволит увеличить эффективную площадь поверхности на 30%, производительность на 27%, а энергопотребление снизить на целых 40%!

С высокой вероятностью первые партии процессоров будут использовать техпроцесс 10nm LPE — Early Edition, и только спустя полгода, когда микроэлектронное производство Samsung наберётся опыта производства на новом техпроцессе, произойдёт переход на 10nm LPP — Performance edition, который будет более эффективным и производительным. Он уже будет реализован в новом поколении процессоров или на апгрейде 835-го снапдрагона.

Графический сопроцессор Adreno 540

Qualcomm Snapdragon 835 оснащён графическим чипом Adreno 540, лишь на один шаг превосходящим прошлогодний Adreno 530, использованный в Snapdragon 820 и Snapdragon 821. Структура графики Adreno сильно отличается от GPU Mali или PowerVR и вместо нескольких выделенных ядер имеет большое число ALU — арифметико-логических единиц, обрабатывающих графику. Актуальный GPU Adreno 530 имеет 256 ALU, суммарная производительность которых достигает 500 ГигаФлопс. Для сравнения, Mali T880 имеет производительность 30,6 Гигафлопс на ядро, то есть в максимальной конфигурации с 12 ядрами имеет производительность около 370 GFLOPS. В новом Adreno 540 частота ядер будет установлена на уровне 670МГц, а сам сопроцессор будет обладать поддержкой всех вышедших технологий (OpenGL ES 3.2, OpenCL 2.0, Vulkan API 1.0, Direct3D 12.1), при этом нас ждёт точно такой же тонкий 10нм техпроцесс и пониженное энергопотребление, как и у вычислительных ядер.

Также новый чип перейдёт и на новую технологию памяти LPDDR4X. Параметры новой памяти пока достоверно неизвестны. Можно предположить, что она будет работать на шине 2000МГц или 2133МГц и иметь пропускную способность 32 Гигабит/с или 34,1Гбит/с соответственно. Разрядность шины, скорее всего, останется прежней и будет четырёхканальной 16-битной, то есть в сумме 64-битной.

Модем Qualcomm X16

Важные перемены произойдут с модемом флагманского чипа. Qualcomm X12, работавший с LTE Cat.12, уже неактуален, так как реализован у большинства конкурентов в их флагманских решениях 2016 года: Exynos 8890, Kirin 960 и ожидаемый в конце 2016 / начале 2022 Helio X30 от Медиатек. Нужно переходить к более высоким скоростям и поэтому в Snapdragon 835 будет реализован новый модем Qualcomm X16 с поддержкой сетей LTE Cat.16 со скоростью скачивания до 980Мбит/с. Увы, полноценная поддержка таких сетей в России появится очень нескоро и оценить всю прелесть их работы можно будет разве что в тестовых лабораториях связи где-нибудь в наукоградах. Зато, благодаря поддержке большего числа диапазонов, скорость обычного 4G LTE может стабилизироваться и приблизиться к своей пиковой отметке в данном регионе. Для Москвы, Санкт-Петербурга и ряде крупных городов это 300Мбит/с, для большинства населённых пунктов в регионах — 150Мбит/с.

Шины процессора

Ширина шины памяти (RAM)

DSP Qualcomm Hexagon

Обновился и Цифровой сигнальный процессор, в чипе реализована его новая версия Hexagon 682. Он получил некоторое обновление своих функций и повысил рабочую частоту до 600МГц на поток. При сохранении четырёх потоков получим рабочую частоту 2400Мгц. DSP Hexagon — это третье специализированное устройство на плате чипа Qualcomm после CPU и GPU. Он отвечает за обработку изображений и видео в реальном времени, машинное обучение и распознавание голоса. Эти задачи почти полностью перекладываются на энергоэффективный DSP, высвобождая процессорное время и значительно сокращая энергопотребление смартфона.

Быстрая зарядка Qualcomm QuickCharge 4.0 и её особенности

Важное дополнение, о котором говорили на презентации 17 ноября 2016 — это новый протокол быстрой зарядки Qualcomm QuickCharge 4.0, который позволит зарядить батарею до 50% ёмкости за 15 минут, а за пять минут даст столько махов, что их хватит на пять часов работы смартфона.

Однако, QuickCharge 4.0 это не только выше скорость заряда, это ещё и ряд полезных технологий и их улучшений с прошлой версии

1. технология AICL — Automatic Input Current Limit — автоматическое ограничение входящего тока
2. технология APSD — Automatic Power Source Detection — автоматическое определение источника питания
3. технология HVDCP++ — High Voltage Dedicated Charging Port — выделенный порт для зарядки с повышенной мощностью
4. технология Dual Charge++ — технология параллельной зарядки. Процесс зарядки ускорен на 20%, его эффективность повысилась на 30%, температура снижена на 5 °C в сравнении с Dual Charge+ из Quick Charge 3.0
5. технология INOV 3.0 — Intelligent Negotiation for Optimum Voltage — умная регулировка оптимального напряжения заряда, третье поколение
6. Battery saver technologies 2.0 — второе поколение технологии, направленной на сохранение ёмкости и работоспособности батареи
7. USB-PD Support — соответствие стандарту USB-Power Delivery, строго рекомендованному гуглом для всех устройств на Android 7.0
8. Cable Quality detection — проверка повреждения кабеля

Qualcomm Quick Charge 4.0 получился безопаснее предшественника за счет увеличения степеней защиты. Технология имеет три уровня борьбы с подачей слишком большого напряжения и силы тока, а также четыре уровнями проверки температуры, а встроенная система проверки качества кабеля просто не даст устройству заряжаться в случае плохого соединения!

Snapdragon 835 производительность в тестах AnTuTu и GeekBench

С выходом первых реальных устройств на Snapdragon 835 vs получили и первые реальные тесты производительности чипа. Представленные до официального релиза скрины не вызывали большого доверия, поэтому мы размещаем только показатели известных и общепризнанных моделей.

Результат Qualcomm Snapdragon 835 на смартфоне Xiaomi Mi6 в antutu — 181118 балла.

Другие рекорды производительности:

• Apple A10 (iPhone 7 Plus) — 184546 баллов
• Snapdragon 821 (OnePlus 3T) — 162297 баллов

В видеообзоре Xiaomi Mi6, сделанном в официальном магазине Сяоми, получены результаты теста GeekBench 4: 2028 баллов в одноядерном тестировании и 5810 баллов в многоядерном.

Результаты высокие, но не топовые на рынке.