Google Tensor vs. Snapdragon 888: kateri procesor je boljši?

The Pixel 6 in Pixel 6 Pro sta prvi dve napravi, ki bosta prišli z Googlovo meritvijo Tenzorski silicij čip namesto mainstreama Snapdragon 888. Na predstavitvenem dogodku Pixel 6 je Google večino svojih prizadevanj posvetil podrobnostim o novem sistemu Tensor na čipu (SoC). Google ga je pohvalil kot najzmogljivejši nabor čipov za mobilne naprave in je dejal, da je uporabil svoje znanje strojnega učenja (ML) za vgradnjo A.I. zmogljivosti pametnega telefona z novim naborom čipov. Trditev bo sčasoma preizkušena, ko jo bodo ocenjevalci primerjali s prvovrstnim naborom čipov Qualcomm – Snapdragon 888 in Snapdragon 888 Plus – in najnovejšim Applovim čipom A15 Bionic.

S telefonom Pixel 6 bo Google morda končno pripravljen na obračun z Appleom, ključno orožje v tem soočenju pa bo njegov prilagojen sistem Tensor na čipu. Toda preden lahko izzove velikega psa, moramo najprej videti, kako se Google Tensor ujema s Qualcomm Snapdragon 888.

Zakaj sploh Tensor?

Google Pixel 6 nikoli ni bil dobro varovana skrivnost. Pred predstavitvijo jih je bilo veliko prepričljiva puščanja in uradni certifikati, ki razkrivajo ključne podrobnosti o prihajajočih pametnih telefonih. Google celo uradno napovedal čip Tensor več kot dva meseca pred predstavitvijo in kasneje dražil dizajn Pixela 6 in Pixela 6 Pro v svoji trgovini brez povezave v New Yorku. Zato je Google večino svojega časa na predstavitvenem dogodku porabil za govorjenje o vrlinah Tensorja.

Pixel – kot dokazuje njegovo ime – ni bil namenjen samo izboljšanju fotografije na pametnih telefonih linijo, temveč tudi odpiranje API-jev za druge proizvajalce, ki jih lahko sprejmejo za boljše fotografije na svojih naprave. Medtem ko se celotna industrija pametnih telefonov zanaša na večje senzorje fotoaparatov in večje število megapikslov na svojih vodilnih fotoaparatih pametnih telefonov, je Google vedno poudarjal svoje algoritmi računalniške fotografije lahko prehiteva napredek v smislu strojne opreme fotoaparata skozi zgodovino družine Pixel.

Toda kljub naprednim funkcijam programske opreme je Googlovo obotavljanje glede nadgradnje senzorjev kamere na svojih vodilnih napravah povzročilo hiter upad zanimanja za telefone Pixel. Tehnološki velikan se končno zavestno trudi rešiti tega, tako da se odloči za precej izboljšana strojna oprema kamere za dopolnitev njegove izjemne programske opreme za kamero. Kljub temu vsa ta prizadevanja ne bi bila tako učinkovita, kot so z Googlovim naborom čipov po meri, ki mu omogoča maksimiranje učinkovitosti delovanja novih telefonov Pixel.

Potop v strojno opremo

Ekipa Google Silicon je orisala malenkosti novega Tensor SoC, vključno z njegovo zasnovo, številom jeder in namenskimi varnostnimi funkcijami. To potrjuje številna uhajanja in špekulacije, ki jih poznamo o čipu Tensor, ki je bil prej naslovljen s kodnim imenom "Whitechapel". Naslednji odstavki obravnavajo njegove podrobnosti.

Tri-gručni, 8-jedrni CPE z prednostjo

Kot večina drugih proizvajalcev čipov ima tudi Google licenco IP od ARM za oblikovanje mobilnega silikona po meri. Google Tensor je opremljen z osemjedrnim procesorjem, sestavljenim iz dveh jeder ARM Cortex-X1, dveh jeder Cortex-A76 in štirih jeder Cortex-A55, ki temeljijo na 5nm zasnovi, je podjetje razkrilo za ArsTechnica.

Na podlagi teh informacij lahko vidimo, zakaj se Google Tensor oglašuje kot prednost pred drugimi konkurenčnimi nabori čipov, kot je Samsungov Exynos 2100 in Snapdragon 888 oz Snapdragon 888 Plus. Oba druga nabora čipov imata tudi zasnovo s tremi grozdi, kot je Tensor, vendar imata eno jedro ARM Cortex-X1 skupaj s tremi jedri Cortex-A78 in štirimi jedri Cortex-A55.

Tukaj je kratka primerjava konfiguracije jedra CPE in hitrosti ure za različna jedra na naborih čipov Google Tensor, Snapdragon 888, Snapdragon 888 Plus in Exynos 2100:

Tensor daje prednost učinkovitosti

Phil Carmack, podpredsednik pri Googlu in generalni direktor Google Silicon, povedal ArsTechnica razlogi podjetja za izbiro dveh jeder ARM Cortex-X1 namesto enega. Carmack pravi, da bo CPE lahko razdelil obremenitev med dvema jedroma Cortex-X1, tudi za srednje pomembne naloge, kar bo prispevalo k učinkovitejšemu delovanju.

Carmack ponazarja primer uporabe s primerom kamere. Od snemanja do upodabljanja in od zaznavanja Google Lens do funkcije strojnega učenja se med uporabo kamere izvaja več nalog hkrati. Posledično mora več komponent SoC delovati usklajeno. Poleg strojne opreme kamere CPE, GPE, ISP (procesor slikovnega signala) in procesna enota ML združujejo moči, da prispevajo k izkušnji kamere brez zamikov.

Če bi se Google držal enega samega zmogljivega jedra Cortex-X1 na Tensorju – kot je to v primeru njegovega Snapdragona in V nasprotju z Exynosom bi ta delovna obremenitev padla nazaj na »srednja« jedra Cortex-A76, ki delujejo s polno zmogljivostjo, vendar še vedno zaostanek. Nasprotno pa lahko dve jedri Cortex-X1 izvedeta enako delovno obremenitev z večjo učinkovitostjo in manjšo porabo energije kot srednja jedra. Večja energetska učinkovitost med opravljanjem nalog pomeni nižjo proizvodnjo toplote in boljšo rezervno baterijo.

Predvsem Pixel 5 ali Pixel 4a 5G, ki je uporabljal nabor čipov Snapdragon 765G, so imeli resne težave s segrevanjem, zlasti med uporabo kamere. Arhitektura procesorja po meri bi torej morala – teoretično – omogočiti Pixel 6 in Pixel 6 Pro bolj optimalno dodeljevanje virov.

Po eni strani, medtem ko se Google odloči, da bo šel vse skupaj z dvema jedroma Cortex-X1 namesto z enim, je nekoliko šokantno videti, da Tensor uporablja vsaj tri generacije starih srednjih jeder. Snapdragon 888 in Exynos 2100 uporabljata srednja jedra, ki temeljijo na Cortex-A78, kar je razmeroma učinkovitejše od Cortex-A76, nameščenega na Tensorju. Google se na žalost ni potrudil, da bi ponudil kakršno koli tehtno utemeljitev za to.

Poleg tega ima Google Tensor za nizkointenzivne operacije, kot sta vzdrževanje Always-On Display (AOD) in Now Playing, posebno Context Hub. Še enkrat, namenska enota za naloge z nizko porabo energije je korak k večji energetski učinkovitosti.

Google Tensor SoC uporablja 20-jedrni grafični procesor in modem Samsung 5G

Poleg spremenjene zasnove CPE-ja je Google Tensor prej poročal, da vsebuje Mali-G78 GPE – enako kot Exynos 2100. Google pravi, da je to 20-jedrni grafični procesor, ki je posebej zasnovan za zagotavljanje vrhunske igralne zmogljivosti. Prav tako trdi, da ima grafični procesor 370 % boljšo zmogljivost kot tisti na Pixel 5. Zmogljivost v resničnem svetu bo znana šele, ko bomo imeli naprave za izvajanje grafičnih meril uspešnosti in preizkušanje iger na njih.

Google Tensor se bo verjetno zanašal na Samsungov modem Exynos 5123 za svoje zmogljivosti 5G na večini trgov, namesto da bi se odločil za modem Qualcomm. Namige, ki kažejo na obstoj Samsungovega modema v napravah Google Pixel 6 in Pixel 6 Pro, so v različici Android 12 beta prvič opazili XDA in kasneje potrjeno v poročilu s Reuters.

Modem Exynos podpira oboje Frekvence pod 6 GHz in mmWave 5G. Toda nedavne ugotovitve kažejo, da samo nekatere različice telefona Pixel 6, zaklenjene na operaterja, podpirajo obe vrsti signalov 5G, medtem ko odklenjeni modeli podpirajo samo 5G pod 6 GHz. To pomeni, da vsi modeli Pixel 6 ne bodo ustvarjeni enako, ampak Digital Trends' Erika Rawes pravi to res ni pomembno.

Torej, odklenjeni Google Pixel 6 NE podpira mmWave 5G. Je samo pod 6 GHz. Model Verizon (za AT&T in T-Mo še nisem prepričan) vključuje mmWave v Pixel 6, zato stane 100 USD več kot odklenjeni model. #GooglePixel6Pro#GooglePixel

— Z (@ericmzeman) 19. oktober 2021

Google Tensor je velik na področju varnosti

Nabor čipov Google Tensor ima drugo generacijo svojega namenskega varnostnega čipa – Titan M2. Titan M2 je naslednik varnostnega čipa Titan prve generacije, ki je prisoten na vrhunskih pametnih telefonih Pixel od Google Pixel 3. Google pravi, da je novi varnostni čip zasnovan za zaščito občutljivih podatkov, kot so gesla in kode PIN, pred spletnimi vdori kot tudi tehnike fizičnega napada, vključno z »elektromagnetno analizo, motnjami napetosti in celo lasersko napako injekcijo."

Poleg čipa Titan M2 bodo pametni telefoni Pixel 6 vsebovali tudi Tensor Security Core – procesor, ki temelji na procesorju. podsistem, ki je posebej zasnovan za izvajanje občutljivih nalog v izolaciji, tako da imajo druge aplikacije dostop do tega podatke.

A.I. je glavni namen Tensorja

Kljub trditvam o njegovi zmogljivosti Google ni izdelal silicija po meri, ki bi nudil večjo energetsko učinkovitost kot Qualcomm ali drugi konkurenti. Glavni razlog, kot je brez opravičila povedal Google, je zagotoviti stabilno in varno platformo za izvajanje umetnih naloge inteligence (AI) in strojnega učenja (ML) na samem pametnem telefonu, brez zanašanja na oblak infrastrukturo. Pravzaprav nabor čipov črpa svoje ime iz Googlovih Tensor Processing Units ali procesorjev, pospešenih z AI, ki se uporabljajo v njegovih podatkovnih centrih.

Če pogledamo nazaj, bi lahko Google spuščal namige o prilagojenem SoC z uvedbo namenskih čipov, osredotočenih na AI, vključno z Pixel Visual Core in Pixel Neural Core.

Poleg optimiziranega CPE-ja ima Google Tensor SoC tudi namenski TPU - splošno znan kot an NPU ali nevronska procesna enota – za izvajanje aplikacij, ki temeljijo na umetni inteligenci, na Pixel 6 in Pixel 6 Pro. Zaradi svoje narave in Googlovega strokovnega znanja s strojnim učenjem je Tensor zasnovan za izvajanje modelov strojnega učenja na samih napravah.

Ta napredna arhitektura omogoča Tensorju, da opravlja zapletene naloge, kot je samodejno prepoznavanje govora (ASR), ki bo aktivno prevedite kateri koli drug jezik v privzeti jezik telefona v aplikacijah, kot so Messages, WhatsApp in Snemalnik, ali celo v orodjih, kot je Live Napis. Poleg tega izboljšano prepoznavanje govora omogoča Tensorju, da natančneje razlaga premore in ločila v govoru in pri tem porabi le polovico manj energije kot prejšnji telefoni Pixel.

Poleg boljše obdelave govora Tensor prinaša pomembne izboljšave na področju fotografije. Prvič, nabor čipov zdaj omogoča računalniško videografijo - poleg fotografije - z uporabo Googlovega HDRNeta. Ta algoritem strojnega učenja zagotavlja, da Pixel 6 in Pixel 6 Pro zajameta najbolj žive in natančne barve v vsakem kadru. Tensor omogoča tudi funkcije, kot je Face Unblur — za popravljanje zamegljenih obrazov na premikajočih se fotografijah, Magic Radirka — za popravljanje neželenih predmetov s slik in boljše zaznavanje odtenkov kože za ljudi barva.

Zakaj je Tensor bistvenega pomena za Pixel?

Kot je Google neusmiljeno ponavljal med predstavitvenim dogodkom Pixel 6, Tensor zagotavlja, da bodo Googlovi najnovejši napredki na področju AI. je mogoče dostaviti neposredno na njegove najnovejše in prihajajoče mobilne telefone. To bi bilo težko doseči z generičnim SoC, kot je Snapdragon 888, zlasti z omejenim nadzorom nad procesom oblikovanja nabora čipov Qualcomm.

Drugi razlog, zakaj je Google izbral sistem na čipu po meri z dvema jedroma ARM Cortex-X1 namesto z enim, je zagotoviti večjo energijsko učinkovitost in manj toplotnih izgub. Za razliko od prejšnjih Googlovih pametnih telefonov, kot je Pixel 5, je manj verjetno, da se bodo novi pametni telefoni Pixel 6 segreli med izvajanjem rutinskih opravil, kot je zajemanje videa 4K. Snapdragon 888 in Exynos 2100 sta bila tudi kritizirana zaradi slabega upravljanja toplote, ki bi nadomestilo začetno večjo zmogljivost. Vendar pa lahko večje količine toplote za daljša obdobja povzročijo dušenje in sčasoma zmanjšajo zmogljivost, s čimer izgubijo glavni cilj višje zmogljivosti.

Še zadnji razlog, zakaj se je Google odločil za prilagojeni SoC, je pritegniti pozornost sveta na svoja prizadevanja, da bi si povrnil izgubljeno prevlado v svetu pametnih telefonov. Največje znamke pametnih telefonov, vključno s Samsungom, Appleom in Huaweijem, že izdelujejo lastne nabore čipov po meri, medtem ko OPPO dela tudi na svojem naboru čipov po meri domnevno. Zaradi vsega tega je bistveno, da se Google potrudi in dokaže svojo usposobljenost, da ostane pomemben v industriji pametnih telefonov.

Priporočila urednikov

• Google Pixel 8: vse najnovejše govorice in kaj želimo videti
• Googlove prihodnje telefone Pixel so pravkar prizadele slabe novice
• Ne, Google Assistant v svoji pametni uri res ne potrebujete
• Imate Android 14 beta na svojem Pixelu? To posodobitev morate prenesti zdaj
• Google bi lahko naslednje leto ubil svoj najboljši pametni telefon Pixel