Google Tensor срещу. Snapdragon 888: Кой процесор е по-добър?

The Pixel 6 и Pixel 6 Pro са първите две устройства, които идват с персонализирания от Google Тензорен силиций чип вместо мейнстрийма Snapdragon 888. На събитието за представяне на Pixel 6 Google посвети повечето си усилия на детайлизиране на новата система Tensor върху чип (SoC). Приветствайки го като най-мощния мобилен чипсет, Google каза, че е приложил знанията си за машинно обучение (ML), за да внедри A.I. възможности на смартфон с новия чипсет. Твърдението ще бъде подложено на тест в крайна сметка, когато рецензенти го сравнят с първокласния чипсет на Qualcomm – Snapdragon 888 и Snapdragon 888 Plus – и най-новия чип A15 Bionic на Apple.

С Pixel 6 Google може най-накрая да е готов да се изправи срещу Apple и жизненоважно оръжие в тази битка ще бъде персонализираната система Tensor върху чип. Но преди да може да предизвика голямото куче, първо трябва да видим как Google Tensor се сравнява с Qualcomm Snapdragon 888.

Защо Tensor на първо място?

Google Pixel 6 никога не е бил добре пазена тайна. Преди старта имаше много убедителни течове и официални сертификати, разкриващи ключови подробности за предстоящите смартфони. Google дори официално обяви чипа Tensor повече от два месеца преди пускането на пазара и по-късно дразни дизайна на Pixel 6 и Pixel 6 Pro в своя офлайн магазин в Ню Йорк. Затова Google вместо това използва по-голямата част от времето си на събитието за стартиране, говорейки за добродетелите на Tensor.

Pixel – както се вижда от името му – е посветен не само на подобряване на фотографията на смартфони гамата, но и отваряне на API за други производители, които да приемат за по-добра фотография на техните устройства. Докато цялата индустрия за смартфони разчита на по-големи сензори на камерата и по-голям брой мегапиксели на водещата си камера за смартфони, Google винаги е подчертавал алгоритми за изчислителна фотография може да изпревари напредъка по отношение на хардуера на камерата през цялата история на семейството Pixel.

Но въпреки усъвършенстваните софтуерни функции, колебанието на Google да надстрои сензорите на камерата на своите водещи устройства доведе до бърз спад в интереса към телефоните Pixel. Технологичният гигант най-накрая полага съзнателни усилия да се справи с това, като избира много подобрен хардуер на камерата за да допълни своя изключителен софтуер на камерата. Въпреки това, всички тези усилия няма да бъдат толкова ефективни, колкото са с персонализирания чипсет на Google, който му позволява да увеличи максимално ефективността на производителността на новите телефони Pixel.

Гмуркане в хардуера

Екипът на Google Silicon очерта лакомства на новия Tensor SoC, включително неговия дизайн, брой ядра и специални функции за сигурност. Това продължава, за да потвърди много от течовете и спекулациите, които знаем за чипа Tensor, който преди беше адресиран с кодовото си име „Whitechapel“. Следващите параграфи обсъждат неговите подробности.

Триклъстерен, 8-ядрен процесор с предимство

Подобно на повечето други производители на чипове, Google има лиценз IP от ARM за проектиране на персонализиран мобилен силикон. Google Tensor е оборудван с осемядрен процесор, състоящ се от две ядра ARM Cortex-X1, две ядра Cortex-A76 и четири ядра Cortex-A55, които са базирани на 5nm дизайн, разкри компанията пред ArsTechnica.

Въз основа на тази информация можем да разберем защо Google Tensor се рекламира, че има предимство пред други конкурентни чипсети, като този на Samsung Exynos 2100 и Snapdragon 888 или Snapdragon 888 Plus. И двата други чипсета също имат дизайн с три клъстера, като Tensor, но идват с едно ядро ​​ARM Cortex-X1 заедно с три ядра Cortex-A78 и четири ядра Cortex-A55.

Ето кратко сравнение на конфигурацията на процесорното ядро ​​и тактовите честоти за различни ядра на чипсетите Google Tensor, Snapdragon 888, Snapdragon 888 Plus и Exynos 2100:

Tensor дава приоритет на ефективността

Фил Кармак, вицепрезидент в Google и генерален мениджър на Google Silicon, каза ArsTechnica мотивите на компанията да изберат две от ядрата Cortex-X1 на ARM вместо само едно. Carmack казва, че процесорът ще може да разделя натоварването между двете Cortex-X1 ядра, дори и за средно значими задачи, и това ще допринесе за по-ефективна производителност.

Кармак илюстрира случай на употреба, като споделя пример за камера. От запис до изобразяване и от откриване на Google Lens до функция за машинно обучение, множество задачи се изпълняват наведнъж, когато се използва камерата. В резултат на това се изисква няколко компонента на SoC да работят в хармония. Освен хардуера на камерата, CPU, GPU, ISP (Image Signal Processor) и модулът за обработка на ML обединяват сили, за да допринесат за изживяване на камерата без забавяне.

Ако Google се придържаше към едно ядро ​​Cortex-X1 с една производителност на Tensor - какъвто е случаят с неговия Snapdragon и Сравнявайки се с Exynos, това работно натоварване ще се върне към „средните“ ядра Cortex-A76, работещи на пълен капацитет, но все пак закъснение. За разлика от това, две ядра Cortex-X1 могат да изпълнят едно и също натоварване с по-голяма ефективност и по-ниска консумация на енергия от средните ядра. По-високата енергийна ефективност при изпълнение на задачи води до по-ниско генериране на топлина и по-добро резервно захранване на батерията.

По-специално, на Pixel 5 или Pixel 4a 5G, който използва чипсет Snapdragon 765G, бяха засегнати от сериозни проблеми с нагряването, особено при използване на камерата. Следователно персонализираната архитектура на процесора трябва - на теория - да позволи на Pixel 6 и Pixel 6 Pro да разпределят ресурсите по-оптимално.

От една страна, докато Google избира да влезе ол-ин с две Cortex-X1 ядра вместо едно, е малко шокиращо да видим Tensor да използва поне три поколения стари средни ядра. Snapdragon 888 и Exynos 2100 използват средни ядра, базирани на Cortex-A78, което е относително по-ефективно от Cortex-A76, разгърнато на Tensor. Google, за съжаление, не си направи труда да предложи някаква разумна аргументация за това.

Освен това, за операции с ниска интензивност, като поддържане на Always-On Display (AOD) и Now Playing, Google Tensor има специален контекстен център. Още веднъж, специално устройство за задачи с ниска консумация на енергия е стъпка към по-голяма енергийна ефективност.

Google Tensor SoC използва 20-ядрен GPU и 5G модем на Samsung

Наред с променения дизайн на процесора, по-рано беше съобщено, че Google Tensor включва Mali-G78 GPU – същото като Exynos 2100. Google казва, че това е 20-ядрен графичен процесор, който е специално проектиран да осигурява първокласна производителност при игри. Той също така твърди, че GPU има 370% по-добра производителност от тази на Pixel 5. Производителността в реалния свят ще бъде известна само след като разполагаме с устройствата за изпълнение на графични бенчмаркове и тестване на игри на тях.

Google Tensor вероятно ще разчита на модема Exynos 5123 на Samsung за неговите 5G възможности на повечето пазари, вместо да избере модем Qualcomm. Сигнали, сочещи съществуването на модем на Samsung в Google Pixel 6 и Pixel 6 Pro, бяха забелязани за първи път в Android 12 бета от XDA и по-късно потвърдено в доклад от Ройтерс.

Модемът Exynos поддържа и двете Под-6GHz и mmWave 5G честоти. Но последните открития показват, че само някои варианти на Pixel 6, заключени към оператор, поддържат и двата типа 5G сигнали, докато отключените модели поддържат само Sub-6GHz 5G. Това означава, че не всички модели Pixel 6 ще бъдат създадени еднакво, но Digital Trends Ерика Раус казва това наистина няма значение.

И така, отключеният Google Pixel 6 НЕ поддържа mmWave 5G. Това е само под 6GHz. Моделът на Verizon (все още не съм сигурен за AT&T и T-Mo) включва mmWave в Pixel 6, поради което струва $100 повече от отключения модел. #GooglePixel6Pro#GooglePixel

— Z (@ericmzeman) 19 октомври 2021 г

Google Tensor е голям по отношение на сигурността

Чипсетът Google Tensor разполага с второто поколение на своя специален чип за сигурност - Titan M2. Titan M2 е наследник на защитния чип Titan от първо поколение, който присъства в първокласните смартфони Pixel след Google Pixel 3. Google казва, че новият защитен чип е предназначен да защитава чувствителни данни като пароли и ПИН срещу онлайн пробиви както и техники за физически атаки, включително „електромагнитен анализ, неизправност на напрежението и дори лазерна повреда инжекция.”

Наред с чипа Titan M2, смартфоните Pixel 6 ще разполагат и с Tensor Security Core – базиран на процесора подсистема, която е специално проектирана да изпълнява чувствителни задачи изолирано, така че други приложения да имат достъп до това данни.

ИИ е основната цел на Tensor

Въпреки твърденията за неговата производителност, Google не създаде персонализиран силикон, който да предлага по-висока енергийна ефективност от Qualcomm или други конкуренти. Основната причина, както безапелационно споделя Google, е да се осигури стабилна и сигурна платформа за изпълнение на изкуствени задачи за интелигентност (AI) и машинно обучение (ML) на самия смартфон, без да разчитате на облак инфраструктура. Всъщност чипсетът черпи името си от Tensor Processing Units на Google или AI-ускорените процесори, използвани в неговите центрове за данни.

Погледнато назад, Google може да пусне намеци за персонализиран SoC, като въведе специални чипове, ориентирани към AI, включително Pixel Visual Core и Pixel Neural Core.

Освен оптимизирания CPU, Google Tensor SoC разполага и със специален TPU — известен като an NPU или модул за невронна обработка — за изпълнение на базирани на AI приложения на Pixel 6 и Pixel 6 Професионалист Поради своето естество и опита на Google с машинното обучение, Tensor е проектиран да изпълнява модели за машинно обучение на самите устройства.

Тази усъвършенствана архитектура позволява на Tensor да изпълнява сложни задачи като автоматично разпознаване на реч (ASR), което активно ще превежда всеки друг език на езика по подразбиране на телефона ви в приложения като Messages, WhatsApp и Recorder или дори инструменти като Live Надпис. Освен това, подобреното разпознаване на реч също позволява на Tensor да интерпретира паузите и препинателните знаци в речта по-точно и използва само половината от количеството енергия в сравнение с предишните телефони Pixel.

В допълнение към по-добрата обработка на речта, Tensor носи значителни подобрения във фотографията. На първо място, чипсетът сега улеснява изчислителната видеозапис - освен фотографията - с помощта на HDRNet на Google. Този алгоритъм за машинно обучение гарантира, че Pixel 6 и Pixel 6 Pro улавят най-живите и точни цветове във всеки кадър. Tensor също улеснява функции като Face Unblur — за коригиране на замъглени лица в движещи се снимки, Magic Eraser — за залепване на нежелани обекти от изображения и по-добро възприятие на тоновете на кожата за хора с цвят.

Защо Tensor е важен за Pixel?

Както Google безмилостно повтаря по време на събитието за стартиране на Pixel 6, Tensor гарантира, че най-новите постижения на Google в областта на ИИ. може да се доставя директно на най-новите и предстоящите мобилни телефони. Това би било трудно да се постигне с генеричен SoC като Snapdragon 888, особено с ограничен контрол върху процеса на проектиране на чипсета на Qualcomm.

Друга причина, поради която Google избра персонализиран SoC с две ядра ARM Cortex-X1 вместо само едно, е да осигури повече енергийна ефективност и по-малко загуби, свързани с топлината. За разлика от предишните смартфони на Google като Pixel 5, новите смартфони Pixel 6 са по-малко склонни да се нагряват, докато изпълняват рутинни задачи като заснемане на 4K видео. Snapdragon 888 и Exynos 2100 също бяха критикувани за лошо управление на топлината, за да компенсират първоначалната по-висока производителност. По-големите количества топлина за продължителни периоди обаче могат да доведат до дроселиране и в крайна сметка да намалят производителността, като по този начин се губи основната цел за по-висока производителност.

Една последна причина зад избора на Google за персонализиран SoC е да привлече вниманието на света към усилията си да възвърне загубеното си господство в света на смартфоните. Най-големите марки смартфони, включително Samsung, Apple и Huawei, вече правят свои собствени персонализирани чипсети, докато OPPO също работи върху своя персонализиран чипсет съобщава се. Всичко това прави изключително важно за Google да измине допълнителната миля и да докаже своята компетентност, за да остане релевантен в индустрията на смартфоните.

Препоръки на редакторите

• Google Pixel 8: всички най-нови слухове и това, което искаме да видим
• Бъдещите телефони Pixel на Google току-що получиха лоши новини
• Не, наистина не се нуждаете от Google Assistant на вашия смарт часовник
• Имате ли Android 14 бета на своя Pixel? Трябва да изтеглите тази актуализация сега
• Google може да убие най-добрия си смартфон Pixel през следващата година