Qualcomm Snapdragon S4 Class - nowa era mobilnych procesorów

Podczas oficjalnej prezentacji nowych układów Snapdragon S4 Class Qualcomm przekonywał, że wchodzimy w zupełnie nową erę procesorów mobilnych. Niedawno amerykański gigant ujawnił możliwości nowych Snapdragonów. Czy rzeczywiście czeka nas przełom?

O wielkim przełomie mówili już przedstawiciele Nvidii podczas prezentacji Project Kal-El, którego możliwości opisywałem jakiś czas temu. Teraz czas na Snapdragony, które zapowiadają się niezwykle obiecująco... Należy jednak pamiętać, że na razie Qualcomm zdradził możliwości nowych układów dwurdzeniowych z serii MSM8960, które trafią do tabletów (z Androidem i Windows 8) i smartfonów. Na czterordzeniowe APQ8064 będziemy musieli jeszcze trochę poczekać.

Czym jest Snapdragon S4 Class?

Nowe S4 Class Qualcomma to pierwsze układy ARM na rynku wyprodukowane w procesie technologicznym 28 nm. Oznacza to mniejszy rozmiar chipów, mniejszy pobór energii, a także możliwość wyższego skalowania rdzeni, które w nowych układach Snapdragon może sięgać aż do 2,5 GHz. W porównaniu z wcześniejszymi jednostkami S4 Class to nowe rdzenie Krait (a nie popularne Scorpiony) wykorzystujące technologię aSMP (asynchronous symmetric multiprocessing). W skrócie pozwala ona na maksymalną optymalizację wykorzystania rdzeni w zależności od potrzeb urządzenia, a co za tym idzie - zwiększenie wydajności, zmniejszenie zużycia prądu oraz ilości wytwarzanego ciepła.

aSMP w porównaniu z technologią SMP stosowaną w Scorpionach odznacza się dedykowanym taktowaniem i woltażu dla każdego rdzenia, który ponadto ma własną pamięć cache L2. Pozwala to na płynne przechodzenie między różnymi taktowaniami rdzeni w zależności od potrzeb systemu lub np. możliwość wykorzystania pojedynczego rdzenia, gdy nie jest potrzebna duża wydajność. Co więcej, aSMP umożliwia całkowite wyłączenie nieużywanych rdzeni (zerowy pobór prądu), gdy te nie są używane. Według Qualcomma nowy sposób zarządzania eliminuje konieczność korzystania z dodatkowych niskonapięciowych rdzeni, jak Companion Core w Tegrze 3, ponieważ dowolny rdzeń może pełnić jego rolę i automatycznie pracować na dużo niższym taktowaniu (także mniejszy woltaż).

Inną zaletą Snapdragonów S4 mają być nowe układy GPU. Pierwsze chipsety z układami dwurdzeniowymi zostaną wyposażone w jednostkę Adreno o oznaczeniu 225. Według zapewnień Qualcomma jest ona o 50% szybsza niż poprzednie Adreno 220 i około 6 razy szybsze niż Adreno 200 z pierwszego Snapdragona QSD8250. GPU w pełni wspiera OpenGS ES 1.x, OpenGL ES 2.0 oraz DirectX 9.3, a jego zaletą jest nowa architektura USA (Unified Shader Architecture). Gwarantuje ona jeszcze lepsze przetwarzanie grafiki i maksymalizację osiągów układu, co pozwala na wyświetlanie zaawansowanej grafiki na dużych ekranach. Tu Qualcomm chwali również pełną optymalizację Adreno 225 pod Windows 8 (obsługa DirectX 9.3), dzięki czemu GPU mają radzić sobie nadzwyczaj dobrze z przetwarzaniem shaderów i tekstur (dodanie obsługi tekstur sRGB).

Dodatkowym plusem jest nowy Hexagon DSP, który wykorzystuje autorskie rozwiązania Qualcomma i mimo małego poboru energii ma gwarantować pełne odciążenie głównych rdzeni podczas obsługi multimediów, a nawet wsparcie dla jednostki CPU w razie potrzeby.

To jednak nie wszystko. Nowe chipsety są również pierwszymi układami ARM z wbudowanym modułem LTE, wspierają większość standardów łączności, takich jak: HSPA+, EV-DO, WiFi czy GPS, ale o tym za chwilę. Wcześniej skupię się na wydajności MSM8960.

Wydajność

Ta - według zapowiedzi producenta - będzie naprawdę wysoka. Nowe rdzenie Krait mają być około 1,6 szybsze niż Scorpiony (ok. 60%), a nowe technologie pozwalają nawet na 128-bitowe przetwarzanie danych i wykorzystanie dwukanałowych kontrolerów pamięci (co przyspiesza przetwarzanie nawet o 25-30% w porównaniu ze standardowymi kontrolerami). Dodatkowym plusem jest nowy Adreno 225, który pod względem szybkości powinien plasować się na poziomie PowerVR SGX543MP2 z iPada 2 i iPhone'a 4S. Przynajmniej taki wniosek można wysnuć na podstawie wyników benchmarków Adreno 220 i PowerVR SGX543MP2.

Oczywiście, na rynku nie ma jeszcze jednostek testowych wykorzystujących układy MSM8960. Można jednak się spodziewać, że chipsety S4 będą co najmniej 50% szybsze niż dotychczasowe dwurdzeniowe MSM8260. Co więcej, szykuje się zapowiadany od dawna skok jakości GPU w Snapdragonach. Układy 225 mają wspierać Windowsa 8, a więc nie powinny znacząco odbiegać od 12-rdzeniowego GeForce'a ULP z Tegry 3.

Nowe rdzenie Krait 28 nm w połączeniu z Hexagon DSP i technologią aSMP mają gwarantować od 25% do 40% mniejsze zużycie energii w porównaniu z obecnymi na rynku układami. Wpływ na energooszczędność będą miały również ulepszone moduły łączności bezprzewodowej, które w stosunku do konkurencyjnych rozwiązań pobierają około 20-30% mniej prądu. Jest to zasługa głównie technologii CPC (Continuous Packet Connectivity) oraz APT (Average Power Tracking), które zmniejszają pobór prądu potrzebny na pojedyncze połączenia z nadajnikami/odbiornikami. Qualcomm, poza energooszczędnością, mocno zachwala także mniejsze ilości produkowanego przez S4 Class ciepła. Wynika to z zastosowania procesu 28 nm.

Ostatnio w ciekawy sposób Qualcomm przekonywał o niskim poborze energii. Amerykański potentat pokazał, że do naładowania baterii w telefonie z S4 Class wystarczy kilka stawonogów ;)

Nowe chipsety to również zintegrowany Bluetooth 4.0, WiFi w standardach a, b, g i n oraz GPS/GLONASS, które dzięki połączeniu dwóch systemów satelitarnych zapewniają dostęp do usług lokalizacyjnych niemal na całym świecie. Robi to wrażenie, zwłaszcza że na razie nie ma producenta, który oferowałby to wszystko w jednym układzie.

Na pierwszy rzut oka dwurdzeniowe Snapdragony MSM8960 będą konkurencją dla nowych dwurdzeniowych TI OMAP 4470 1,8 GHz (45 nm) oraz Exynosów 4212 Samsunga, które wykonane są w procesie 32 nm, wspierają łączność LTE i pod względem GPU są znacznie wydajniejsze (około 50%) od poprzedniej generacji znanej z Galaxy S II. Qualcommy oferują jednak zintegrowane moduły łączności i są zoptymalizowane pod Windowsa 8, co może być ich kluczowym atutem.

Qualcomm ma jeszcze jednego asa w rękawie, a jest nim APQ8064, czyli pierwszy układ czterordzeniowy firmy. Będzie on wykorzystywał rdzenie Krait, Hexagon DSP i technologię aSMP, ale zostanie wyposażony w dużo mocniejsze GPU z serii Adreno 320. Grafika ta jest około dwóch razy szybsza niż wersja 225, dzięki czemu czterordzeniowy Snapdragon może z powodzeniem walczyć z nastawioną na świetną grafikę Tegrą 3.