Google Tensor vs. Snapdragon 888: Hvilken processor er bedre?

Det Pixel 6 og Pixel 6 Pro er de første to enheder, der kommer med Googles brugerdefinerede Tensor silicium chip i stedet for mainstream Snapdragon 888. Ved Pixel 6-lanceringsbegivenheden brugte Google det meste af sin indsats på at beskrive det nye Tensor-system-på-en-chip (SoC). Google udråbte det som det mest kraftfulde mobile chipset og sagde, at det har anvendt sin viden om maskinlæring (ML) til at bringe A.I. funktioner til en smartphone med det nye chipsæt. Påstanden skal til sidst afprøves, når anmeldere sammenligner den med Qualcomms premium-chipsæt - Snapdragon 888 og Snapdragon 888 Plus - og Apples seneste A15 Bionic-chip.

Med Pixel 6 kan Google endelig være klar til at tage kampen op mod Apple, og et vigtigt våben i denne face-off vil være dets tilpassede Tensor-system-på-chip. Men før den kan udfordre den store hund, skal vi først se, hvordan Google Tensor klarer sig i forhold til Qualcomm Snapdragon 888.

Hvorfor Tensor i første omgang?

Google Pixel 6 har aldrig været en velbevaret hemmelighed. Forud for lanceringen var der masser af overbevisende lækager og officielle certificeringer, der afslører vigtige detaljer om de kommende smartphones. Google endda annoncerede formelt Tensor-chippen over to måneder før lanceringen og senere drillet designet af Pixel 6 og Pixel 6 Pro i deres offline butik i New York City. Derfor brugte Google i stedet det meste af sin tid ved lanceringsbegivenheden på at tale om Tensors dyder.

Pixel - som det fremgår af navnet - har været viet til ikke kun at forbedre fotografering på smartphones i lineup, men også åbne API'er for andre producenter at adoptere for bedre fotografering på deres enheder. Mens hele smartphone-industrien har været afhængig af større kamerasensorer og højere megapixel-antal på deres flagskibssmartphone-kamera, har Google altid understreget dets algoritmer til computerfotografering kan overgå fremskridt med hensyn til kamerahardware gennem hele Pixel-familiens historie.

Men på trods af de avancerede softwarefunktioner førte Googles tøven med at opgradere kamerasensorerne på deres flagskibsenheder til et hurtigt fald i interessen for Pixel-telefonerne. Teknikgiganten gør endelig en bevidst indsats for at løse dette ved at vælge meget forbedret kamerahardware for at komplementere dens fremragende kamerasoftware. Ikke desto mindre ville alle disse bestræbelser ikke være så effektive, som de er med Googles tilpassede chipsæt, der gør det muligt at maksimere ydeevnen for de nye Pixel-telefoner.

Dykker ned i hardwaren

Google Silicon-teamet skitserede godbidder af den nye Tensor SoC, inklusive dens design, kerneantal og dedikerede sikkerhedsfunktioner. Dette fortsætter med at bekræfte mange af de lækager og spekulationer, vi kender til Tensor-chippen, som tidligere var adresseret til med kodenavnet "Whitechapel." De følgende afsnit diskuterer dens detaljer.

Tri-cluster, 8-core CPU med en kant

Som de fleste andre chipproducenter har Google licens IP fra ARM at designe et brugerdefineret mobilt silicium. Google Tensor er udstyret med en otte-core CPU bestående af to ARM Cortex-X1-kerner, to Cortex-A76-kerner og fire Cortex-A55-kerner, der er baseret på et 5nm-design, afslørede virksomheden til ArsTechnica.

Baseret på disse oplysninger kan vi se, hvorfor Google Tensor er udråbt til at have en fordel i forhold til andre konkurrerende chipsæt såsom Samsungs Exynos 2100 og Snapdragon 888 eller Snapdragon 888 Plus. Begge de andre chipsæt har også et tri-cluster-design, som Tensor, men kommer med en enkelt ARM Cortex-X1-kerne sammen med tre Cortex-A78-kerner og fire Cortex-A55-kerner.

Her er en hurtig sammenligning af CPU-kernekonfiguration og clockhastigheder for forskellige kerner på Google Tensor, Snapdragon 888, Snapdragon 888 Plus og Exynos 2100-chipsæt:

Tensor prioriterer effektivitet

Phil Carmack, VP hos Google og general manager for Google Silicon, fortalte ArsTechnica virksomhedens begrundelse for at vælge to af ARMs Cortex-X1-kerner i stedet for kun én. Carmack siger, at CPU'en vil være i stand til at dele belastningen mellem de to Cortex-X1-kerner, selv til moderate opgaver, og dette vil bidrage til mere effektiv ydeevne.

Carmack illustrerer en use case ved at dele et kameraeksempel. Fra optagelse til gengivelse og fra Google Lens-detektion til maskinlæringsfunktion, sker der flere opgaver på én gang, når kameraet bruges. Som følge heraf kræves flere komponenter i SoC for at fungere i harmoni. Udover kamerahardwaren kombinerer CPU'en, GPU'en, ISP (Image Signal Processor) og ML-behandlingsenheden kræfter for at bidrage til en kameraoplevelse uden forsinkelse.

Hvis Google skulle holde fast i en enkelt ydeevne Cortex-X1-kerne på Tensor - som det er tilfældet med dens Snapdragon og Exynos modparter, denne arbejdsbyrde ville falde tilbage til de "medium" Cortex-A76-kerner, der kører med fuld kapacitet, men stadig forsinkelse. I modsætning hertil kan to Cortex-X1-kerner udføre den samme arbejdsbelastning med større effektivitet og lavere strømforbrug end de mellemstore kerner. En højere strømeffektivitet under udførelsen af ​​opgaver betyder lavere varmeudvikling og en bedre batteribackup.

Især den Pixel 5 eller Pixel 4a 5G, som brugte Snapdragon 765G-chipsættet, var plaget med alvorlige opvarmningsproblemer, især under brug af kameraet. En tilpasset CPU-arkitektur skulle derfor - i teorien - give Pixel 6 og Pixel 6 Pro mulighed for at allokere ressourcer mere optimalt.

På den ene side, mens Google vælger at gå all-in med to Cortex-X1-kerner i stedet for én, er det lidt chokerende at se Tensor bruge mindst tre generationer gamle mellemkerner. Snapdragon 888 og Exynos 2100 bruger mellemstore kerner baseret på Cortex-A78, hvilket er relativt mere effektivt end Cortex-A76 installeret på Tensor. Google gad desværre ikke komme med nogen fornuftig begrundelse for dette.

Desuden har Google Tensor en speciel konteksthub til lavintensive operationer som vedligeholdelse af Always-On Display (AOD) og Now Playing. Endnu en gang er en dedikeret enhed til opgaver med lavt strømforbrug et skridt mod mere strømeffektivitet.

Google Tensor SoC bruger en 20-core GPU og et Samsung 5G-modem

Udover det tweakede CPU-design blev Google Tensor tidligere rapporteret at have en Mali-G78 GPU - samme som Exynos 2100. Google siger, at dette er en 20-kernet grafikprocessor, som er specielt designet til at levere førsteklasses spilydelse. Det hævder også, at GPU'en har 370 % bedre ydeevne end den på Pixel 5. Den virkelige verdens ydeevne vil først blive kendt, når vi har enheder til at køre grafikbenchmarks og teste spil på dem.

Google Tensor vil sandsynligvis stole på Samsungs Exynos 5123-modem for dets 5G-kapaciteter på de fleste markeder i stedet for at vælge et Qualcomm-modem. Signaler, der peger på eksistensen af ​​et Samsung-modem på Google Pixel 6 og Pixel 6 Pro, blev først set i Android 12 beta af XDA og senere bekræftet i en rapport af Reuters.

Exynos-modemet understøtter begge dele Sub-6GHz og mmWave 5G frekvenser. Men nylige resultater tyder på, at kun visse operatørlåste varianter af Pixel 6 understøtter begge typer 5G-signaler, mens de ulåste modeller kun understøtter Sub-6GHz 5G. Det betyder, at ikke alle Pixel 6-modeller bliver skabt lige, men Digital Trends' Erika Rawes siger det det er virkelig lige meget.

Så den ulåste Google Pixel 6 understøtter IKKE mmWave 5G. Det er kun under 6GHz. Verizon-modellen (endnu ikke sikker på AT&T og T-Mo) inkluderer mmWave i Pixel 6, hvorfor den koster 100 $ mere end den ulåste model. #GooglePixel6Pro#GooglePixel

— Z (@ericmzeman) 19. oktober 2021

Google Tensor er stor på sikkerhed

Google Tensor-chipsættet har anden generation af dens dedikerede sikkerhedschip - Titan M2. Titan M2 er efterfølgeren til den første generation af Titan-sikkerhedschip, der har været til stede på premium Pixel-smartphones siden Google Pixel 3. Google siger, at den nye sikkerhedschip er designet til at beskytte følsomme data såsom adgangskoder og pinkoder mod online brud samt fysiske angrebsteknikker, herunder "elektromagnetisk analyse, spændingsfejl og endda laserfejl indsprøjtning."

Ved siden af ​​Titan M2-chippen vil Pixel 6-smartphones også have en Tensor Security Core - en CPU-baseret undersystem, der er specielt designet til at køre følsomme opgaver isoleret, så andre apps har adgang til dette data.

A.I. er Tensors primære formål

På trods af påstande om dets ydeevne byggede Google ikke et tilpasset silicium for at tilbyde en højere strømeffektivitet end Qualcomm eller andre konkurrenter. Hovedårsagen, som Google delte uundskyldende, er at levere en stabil og sikker platform til at udføre kunstig intelligens (A.I.) og machine learning (ML) opgaver på selve smartphonen uden at være afhængig af en sky infrastruktur. Faktisk henter chipsættet sit navn fra Googles Tensor Processing Units eller A.I.-accelererede processorer, der bruges i dets datacentre.

Set i bakspejlet kunne Google komme med hints om en brugerdefineret SoC ved at introducere dedikerede A.I.-centrerede chips, herunder Pixel Visual Core og Pixel Neural Core.

Udover den optimerede CPU har Google Tensor SoC også en dedikeret TPU - almindeligvis kendt som en NPU eller en neural behandlingsenhed - til at udføre A.I.-baserede applikationer på Pixel 6 og Pixel 6 Pro. På grund af sin natur og Googles ekspertise med maskinlæring er Tensor designet til at køre maskinlæringsmodeller på selve enhederne.

Denne avancerede arkitektur giver Tensor mulighed for at udføre komplekse opgaver såsom Automatic Speech Recognition (ASR), som aktivt vil oversæt et hvilket som helst andet sprog til din telefons standardsprog i apps som Beskeder, WhatsApp og Recorder eller endda værktøjer som Live Billedtekst. Derudover giver forbedret talegenkendelse også mulighed for, at Tensor kan fortolke pauser og tegnsætninger i tale mere præcist og kun bruge halvdelen af ​​mængden af ​​strøm som tidligere Pixel-telefoner.

Ud over bedre talebehandling bringer Tensor betydelige forbedringer til fotografering. Først og fremmest letter chipsættet nu beregningsvideografi - udover fotografering - ved hjælp af Googles HDRNet. Denne maskinlæringsalgoritme sikrer, at Pixel 6 og Pixel 6 Pro fanger de mest levende og nøjagtige farver i hver frame. Tensor letter også funktioner som Face Unblur - for at rette slørede ansigter i levende billeder, Magic Viskelæder — til at lappe uønskede objekter fra billeder og en bedre opfattelse af hudfarver for folk farve.

Hvorfor er Tensor afgørende for Pixel?

Som Google ubønhørligt gentog under hele Pixel 6-lanceringsbegivenheden, garanterer Tensor, at Googles seneste fremskridt inden for A.I. kan leveres direkte på sine nyeste og kommende mobiltelefoner. Dette ville være svært at opnå med en generisk SoC såsom Snapdragon 888, især med begrænset kontrol over Qualcomms chipset designproces.

En anden grund til, at Google valgte en brugerdefineret SoC med to ARM Cortex-X1-kerner i stedet for kun én, er for at sikre mere strømeffektivitet og færre varmerelaterede tab. I modsætning til tidligere Google-smartphones såsom Pixel 5, er de nye Pixel 6-smartphones mindre tilbøjelige til at blive varme, mens de kører rutineopgaver som f.eks. at optage 4K-video. Snapdragon 888 og Exynos 2100 er også blevet kritiseret for dårlig varmestyring for at kompensere for den oprindelige højere ydeevne. Imidlertid kan større mængder varme i længere perioder føre til drosling og i sidste ende reducere ydeevnen, hvorved hovedmålet om højere ydeevne mistes.

En sidste grund bag Googles valg af en tilpasset SoC er at henlede verdens opmærksomhed mod dens bestræbelser på at genvinde sin tabte dominans i smartphone-verdenen. De største smartphone-mærker, herunder Samsung, Apple og Huawei, laver allerede deres egne brugerdefinerede chipsæt OPPO har også arbejdet på sit brugerdefinerede chipset efter sigende. Alt dette gør det vigtigt for Google at gå den ekstra mil og bevise sin kompetence til at forblive relevant i smartphone-industrien.

Redaktørens anbefalinger

• Google Pixel 8: alle de seneste rygter og hvad vi gerne vil se
• Googles fremtidige Pixel-telefoner er lige blevet ramt af dårlige nyheder
• Nej, du har virkelig ikke brug for Google Assistant på dit smartwatch
• Har du Android 14 beta på din Pixel? Du skal downloade denne opdatering nu
• Google kan dræbe sin bedste Pixel-smartphone næste år