مروری جامع بر تراشه پرچمدار اسنپدراگون ۸ الیت: معماری اوریون

مروری جامع بر تراشه پرچمدار اسنپدراگون ۸ الیت معماری اوریون، گرافیک آدرنو و قابلیتهای هوش مصنوعی, کوالکام پس از ماهها انتظار و شایعه، بالاخره پردازنده نسل جدید موبایل خود با نام اسنپدراگون ۸ الیت ( ۸ ) را به طور رسمی معرفی کرد. این تراشه تنها با تغییر نام نسبت به نسل پیشین یعنی اسنپدراگون ۸ نسل ۳ ( ۸ ۳) متمایز نشده، بلکه بازگشت استراتژیک کوالکام به طراحی هستههای پردازنده کاملاً سفارشی را نیز تداعی میکند.

بهبودهای چشمگیر در عملکرد گرافیکی، امکانات پیشرفته هوش مصنوعی و قابلیتهای عکاسی چندگانه از دیگر تحولات اصلی این پلتفرم سختافزاری جدید محسوب میشوند. مقایسه سریع اسنپدراگون ۸ الیت در برابر نسل پیشین معماری اوریون قلب تپنده پردازنده جدید مهمترین ویژگی سالانه کوالکام، بهرهگیری از معماری اوریون در پردازنده تازه اسنپدراگون است.

این حرکت نشاندهنده پایان دوره خرید هستههای کورتکس از ARM و آغاز مجدد رویکرد طراحی هستههای سفارشی توسط خود کوالکام است. اگرچه سیپییوهای جدید همچنان بر پایه معماری ARM بنا شدهاند، اما طراحی کاملاً اختصاصی به کوالکام اجازه میدهد تا جزئیات داخلی هستهها را دقیقاً بر اساس نیازهای خود بهینهسازی کند، هرچند با هزینههای توسعه بالاتر.

کوالکام تأکید کرده که هستههای داخل اسنپدراگون ۸ الیت نسخه سادهشدهای از پردازندههای اسنپدراگون ایکس ( X) برای لپتاپ نیستند، بلکه از پایه برای کاربرد در گوشیهای هوشمند بازطراحی شدهاند. ساختار سیپییو به شدت ساده شده و به جای پیکربندی پیچیده سهگانه (هستههای بزرگ، متوسط و کوچک) رایج در سالهای گذشته، از طراحی دولایه شامل ۲ هسته پرایم و ۶ هسته پرفورمنس استفاده شده است.

این فلسفه طراحی بسیار شبیه به رویکرد اپل در سری تراشههای سری A و M است که در آن هیچ هسته کوچک و کممصرف برای کارهای پسزمینه وجود ندارد. فرکانس کلاک نیز جهش قابلتوجهی داشته و در دو هسته پرایم به رقم شگفتانگیز ۴.۳۲ گیگاهرتز رسیده است، که تقریبا یک گیگاهرتز بالاتر از نسل قبل است.

اگرچه این فرکانس بالا تنها برای بازههای کوتاه فعال خواهد بود، اما در کنار لیتوگرافی پیشرفته ۳ نانومتری TSMC، کوالکام ادعا میکند که میتواند به کاهش ۴۵ درصدی مصرف انرژی برسد. افزایش کش نیز از دیگر نکات کلیدی است؛ هر خوشه پردازشی اکنون از ۱۲ مگابایت کش برخوردار است که دو برابر کش نسل پیشین میباشد. هر هسته پرایم دارای ۱۹۲ کیلوبایت کش و هر هسته پرفورمنس دارای ۱۲۸ کیلوبایت کش است.

این حجم حافظه سریع، بخش قابلتوجهی از مساحت سیلیکون را اشغال کرده که توجیهی برای قیمت بالای این تراشه محسوب میشود. کوالکام ادعا میکند اسنپدراگون ۸ الیت در پردازش تکهستهای و چندهستهای ۴۵ درصد سریعتر از نسل ۳ عمل میکند. نتایج اولیه بنچمارکها نیز این ادعاها را تا حد زیادی تایید کردهاند. همچنین، واحد پیشفراخوانی داده جدید و فناوری برای خروج آنی از حالت استندبای، به حفظ کارایی و کاهش هدررفت انرژی کمک میکنند.

عملکرد گرافیکی جهش در آدرنو پردازنده گرافیکی آدرنو در این نسل با اعداد و ارقامی قابلتوجه بازطراحی شده است. کوالکام اعلام کرده که GPU جدید در مقایسه با نسل ۳، ۴۰ درصد سریعتر، ۴۰ درصد کممصرفتر و در فناوری ردیابی پرتو ۳۵ درصد کارآمدتر است. بر اساس ادعای شرکت، این تراشه برای جلسات بازی، عمر باتری معادل ۲.۵ شارژ کامل اضافه فراهم میکند (البته به ظرفیت باتری، نوع بازی و نرخ فریم بستگی دارد).

کوالکام نامگذاری دقیق آدرنو را فاش نکرده، اما با توجه به معماری جدید GPU، احتمالاً از سری 8XX برخوردار است. در این معماری، واحدهای و بخشهای ثابت به قطعات جداگانه تقسیم شدهاند تا تخصیص منابع پویا، افزایش فرکانس تا ۱.۱ گیگاهرتز و توازن بار بهتر امکانپذیر شود. این طراحی امکان خاموش کردن بخشهای خاص پردازنده برای کاهش مصرف را نیز فراهم میآورد و مقیاسپذیری برای لپتاپها را آسان میکند.

حافظه اختصاصی ۱۲ مگابایتی گرافیکی و کاهش ۴۰ درصدی پهنای باند حافظه، هم کارایی را بالا برده و هم از ردیابی پرتو پشتیبانی میکند. پشتیبانی از فناوری نانایت در موتور آنریل انجین ۵ برای جزئیات هندسی بینظیر و اجرای ۶۰ درصد سریعتر موتور فیزیک، دیگر قابلیتهای گرافیکی این تراشه هستند. قابلیتهای هوش مصنوعی هگزاگون قدرتمندتر واحد پردازش عصبی هگزاگون در اسنپدراگون ۸ الیت تحول قابلتوجهی داشته است.

افزایش ظرفیت توکن ورودی و پردازش ۷۰ توکن در ثانیه در مدلهای زبانی، اولین نشانگر این پیشرفت است. واحد NPU از مدل چندوجهی جمینای نانو پشتیبانی میکند. افزودن ۲ پردازنده اسکالر و وکتور جدید، تعداد کل این واحدها را به ۸ و ۶ رسانده است. با افزایش پهنای باند حافظه، کارایی هوش مصنوعی بسته به بار کاری تا ۴۵ درصد و کارایی در هر وات نیز ۴۵ درصد بهبود یافته است.

پردازشگر سیگنال تصویر (ISP) به طور بنیادین بازطراحی شده و اکنون بخش بیشتری از پایپلاین در دامنه RAW اجرا میشود. این امر به ثبت تصاویر باکیفیتتر، تنظیم خودکار تراز سفیدی، نوردهی و پردازش هوش مصنوعی در لحظه برای ویدیو 4K/۶۰ منجر شده است. ویژگیهایی نظیر AI برای برش هوشمند عکس، حذف اشیا از ویدیو در ۳۰ فریم بر ثانیه و ویرایش پیشرفته، همگی روی دستگاه اجرا میشوند.

خروجی پیکسل به ۴.۳ گیگاپیکسل در ثانیه رسیده (۳۵ درصد افزایش) که عکاسی بیتاخیر شاتر و پشتیبانی از سنسورهای ۳۲۰ مگاپیکسلی را ممکن میسازد. ISP میتواند همزمان از ۳ دوربین ۴۸ مگاپیکسلی و ضبط ویدیو 4K ۳۰ از هر سه سنسور پشتیبانی کند. قابلیتهای ارتباطی و اتصال اسنپدراگون ۸ الیت مجهز به مودم اسنپدراگون ایکس ۸۰ است که سرعت دانلود ۱۰ گیگابیت بر ثانیه و آپلود ۳.۵ گیگابیت بر ثانیه در 5G را تضمین میکند.

این مودم با تجمیع فرکانس ششباندی و پشتیبانی از (ارتباط ماهوارهای)، نیازی به ماژول جداگانه برای ارتباطات ماهوارهای باقی نمیگذارد. سیستم فستکانکت ۷۹۰۰ ( ۷۹۰۰) برای اولین بار وایفای ۷، بلوتوث ۶.۰ و فناوری پهنای باند فوقعریض (UWB) را در یک تراشه ادغام کرده و مصرف انرژی را ۴۰ درصد کاهش داده است. کدکهای صوتی پیشرفته و XPAN نیز پشتیبانی میشوند.

نتیجهگیری نقطه عطفی در تاریخ اسنپدراگون بدون شک، اسنپدراگون ۸ الیت نقطه عطفی در تاریخچه سری ۸ کوالکام محسوب میشود. بازگشت به طراحی هستههای سفارشی، پیشبود بهبودهای چشمگیر در کارایی و مدیریت مصرف انرژی است. این تراشه با GPU قدرتمند، NPU پیشرفته و ISP بازطراحی شده، یک پلتفرم همهکاره برای پرچمداران نسل آینده محسوب میشود. با این حال، انتظار میرود گوشیهای مجهز به این پردازنده قیمتهای بالاتری داشته باشند.

برندهای بزرگ نظیر آسوس، آنر، آیکیووو، وانپلاس، اوپو، ریلمی، سامسونگ، ویوو و شیائومی همگی اعلام کردهاند که دستگاههای جدیدی با این تراشه رونمایی خواهند کرد. گوشی شیائومی ۱۵ نخستین مدل معرفی شده است و انتظار میرود وانپلاس ۱۳ نیز پیش از پایان اکتبر به بازار بیاید. گزارشها حاکی است سری گلکسی اس ۲۵ سامسونگ به طور انحصاری از این تراشه بهره خواهد برد، که چالش بزرگی برای تراشههای اکسینوس داخلی سامسونگ محسوب میشود.