هرآنچه باید درمورد تراشه پرچمدار اسنپدراگون ۸ الیت بدانید_راسخ

بعد از زمان‌ها گمانه‌زنی، کوالکام بالاخره از پردازنده نسل بعدی موبایلش، اسنپدراگون ۸ الیت (Snapdragon 8 Elite)، رونمایی کرد. تغییرات این پردازنده فقط به تحول نام آن نسبت به پردازنده نسل قبلی‌اش، اسنپدراگون نسل ۸ نسل ۳ (Snapdragon 8 Gen 3)، محدود نمی‌شود؛ بلکه طراحی آن به‌نوعی برگشت مورد انتظار به گسترش هسته‌های پردازنده سفارشی نیز محسوب می‌شود. بهبود چشم‌گیر کارکرد گرافیکی، برخورداری از ویژگی‌های هوش مصنوعی و عکاسی متعدد از دیگر تغییرات این پردازنده تازه اسنپدراگون نسبت به پردازنده نسل قبلش است.

در این نوشته، تصمیم داریم همه ویژگی‌های تازه اسنپدراگون ۸ الیت را با جزئیات کامل بازدید کنیم. بازدید خود را با ساختار دلنشین این پردازنده اغاز می‌کنیم.

قیاس اسنپدراگون ۸ الیت با پردازنده‌های نسل قبل در یک نگاه

معارفه معماری تازه اوریون (Oryon) در پردازنده اسنپدراگون

 منفعت‌مندی از معماری اوریون امسال با اهمیت ترین ویژگی پردازنده تازه اسنپدراگون معارفه شده است. منفعت گیری از این معماری مشخص می کند امسال کوالکام بعد از سال‌ها خریداری قطعات هسته‌های کورتکس (Cortex) با معماری ARM و منفعت گیری از آن‌ها، این چنین قطعاتی را کنار گذاشته و مجدد به‌سمت رویکرد طراحی هسته‌های سفارشی بازگشته است؛ اگرچه سی‌پی‌یوهای تازه اسنپدراگون هم چنان بر پایه معماری ARM ساخته شده‌اند اما طراحی کاملاً سفارشی به کوالکام اجازه می‌دهد جزئیات داخلی پردازنده اوریون را دقیقاً مطابق با نیازهای خود پیکربندی کند یقیناً با صرف هزینه‌های اضافی برای گسترش.

کوالکام قبول می‌کند سی‌پی‌یوهای داخل اسنپدراگون ۸ الیت نسخه‌ای ساده‌تر از هسته‌های پردازنده فونیکس نیستند، بلکه برای منفعت گیری در پردازنده‌های اسنپدراگون ایکس طراحی‌ شده‌اند؛ این پردازنده‌ها برای منفعت گیری در گوشی مجدد طراحی شده‌اند.

ساختار هسته‌های CPU در قیاس با پردازنده‌های نسل قبل به‌طور چشمگیری ساده شده است؛ در پردازنده تازه اسنپدراگون به‌جای منفعت گیری از پیکربندی چهارردیفی متشکل از هسته‌های بزرگ، متوسط و کوچک که سال‌های قبل رایج می بود، از طراحی دوردیفی منفعت گیری شده است که شامل ۲ هسته پرایم (Prime) و ۶ هسته پرفورمنس (Performance) می‌شود؛ این نوع طراحی زیاد همانند رویکرد اپل در طراحی پردازنده است که در آن از هیچ هسته کوچکی برای ماموریت های بعد‌عرصه منفعت گیری نمی‌شود.

شدت کلاک پردازنده تازه نیز با نسخه قبلی به‌طور قابل‌توجهی تفاوت دارد و به عدد حیرت‌انگیز ۴.۳۲ گیگاهرتز در ۲ هسته سریع تر رسیده که تقریباً یک گیگاهرتز زیاد تر از نسخه قبلی آن است؛ قطعاً این شدت فقط برای تحکیم‌های مختصر‌زمان فعال خواهد می بود اما این شدت‌ در لپ‌تاپ قطعاً باید عکس العمل‌های سریع را ضمانت کنند. دراین‌بین، بزرگ‌ترین ابهام اشکار‌ نبودن مقدار تأثیر این طراحی در افت حرارت و افت مصرف است اما لیتوگرافی پیشرفته سه‌نانومتری TSMC قطعاً به کوالکام پشتیبانی می‌کند به ادعای افت مصرف ۴۵ درصدی خود دست یابد.

یقیناً افزایش شدت کلاک فقط اندکی از بهبود پتانسیل کارکرد پردازنده است. متأسفانه، کوالکام تا این مدت جزئیات دقیقی از کارکرد ساختار داخلی هسته‌های اوریون انتشار نکرده؛ به این علت فعلاً نمی‌توانیم آن‌ها را با پردازنده‌های اپل یا کورتکس ARM قیاس کنیم اما می‌دانیم هسته‌های پرایم و پرفورمنس معماری یکسانی دارند و بر پایه شدت کلاک، کش (Cache) و دیگر عوامل، برای ماموریت های تک‌رشته‌ای و چندرشته‌ای بهینه‌سازی شده‌اند.

کوالکام در این پردازنده از مجموعه کش قابل‌دقت ۱۲ مگابایتی L2 در هر خوشه منفعت گیری کرده است که نسبت به کش ۱۲ مگابایتی L3 نسخه قبلی دوبرابر شده است. این چنین هر هسته پرایم دارای ۱۹۲ کیلوبایت کش L1 و هر هسته پرفورمنس دارای ۱۲۸ کیلوبایت کش L1 است؛ این چنین ساختاری علتشده مقدار بسیاری از فضای سیلیکونی گران‌بها به حافظه تعلق یابد که توجیهی برای قیمت بالای پردازنده اسنپدراگون ۸ الیت است.

باتوجه‌به این مقدار حافظه، به گمان زیادً با هسته‌های داخلی قدرتمندی مواجه هستیم. کوالکام ادعا می‌کند اسنپدراگون ۸ الیت در قیاس با اسنپدراگون ۸ نسل ۳ در پردازش تک‌هسته‌ای و چندهسته‌ای ۴۵ درصد سریع تر عمل می‌کند. نتایج اولیه بنچمارک‌های اسنپدراگون ۸ الیت نیز نشان خواهند داد این ادعاها چندان دور از حقیقت نیستند و این پردازنده کارکرد مساعد دارد.

این چنین می‌دانیم کوالکام انتقال‌دهنده‌ داده (Data Prefetcher) تازه (برای انتقال داده‌ها از حافظه مهم به حافظه موقت) برای اسنپدراگون ۸ الیت گسترش داده است؛ این انتقال‌دهنده با مقصد مطمعن از این که این هسته‌های بزرگ همیشه ماموریت‌ای دارند (و درنتیجه انرژی هدر نمی‌دهند)، تشکیل شده است.

مهندسان کوالکام سخت‌افزار جدیدی به نام Instant Wake را نیز در پردازنده منفعت گیری کرده‌اند که به هسته‌ها اجازه می‌دهد فوراً بعد از خروج از حالت کم‌مصرف، کار روی دستور بعدی را اغاز کنند؛ این طراحی مشخص می کند طراحان می خواهند هسته‌ها بیکار نباشند؛ چون حتی اگر بیکار باشند، برق مصرف می‌کنند؛ خروج از حالت استندبای، سریع عمل‌کردن و مجدد داخل حالت استندبای شدن، ویژگی هسته‌ها است.

بازدید کارکرد گرافیکی

امسال اسنپدراگون ۸ الیت تنها پردازنده کوالکام با کارکرد زیاد بهبودیافته نیست؛ کوالکام پردازنده گرافیکی آدرنوی خود را با اعداد و رقم های قابل‌توجهی بازطراحی کرده است؛ این پردازنده گرافیکی تازه در قیاس با اسنپدراگون ۸ نسل ۳، ۴۰ درصد سریع تر، ۴۰ درصد کم‌مصرف‌تر و در عرصه کارکرد فناوری ردیابی پرتو (Ray tracing) ۳۵ درصد بهتر است. به حرف های کوالکام، اسنپدراگون ۸ الیت برای زمان منفعت گیری از سیستم برای بازی، ۲.۵ شارژ باتری بیشتری اراعه می‌دهد؛ یقیناً مقدار شارژ باتری شدیداً به ظرفیت باتری گوشی، گفتن بازی و فریم‌ریت بازی بستگی دارد.

کوالکام دیگر اسامی آدرنو را دقیق اشکار نمی‌کند اما با‌دقت‌به این که شرکت به‌سمت منفعت گیری از معماری جدیدی حرکت می‌کند، به گمان زیادً این پردازنده گرافیکی جزئی از سری Adreno 8XX است. این معماری تازه به نام GPU Slice شناخته می‌شود که هسته‌های شیدر و دیگر قسمت‌های ثابت را به قسمت‌های جداگانه تقسیم می‌کند. این ساختار اجازه می‌دهد تخصیص منبع های پویا انجام شود، شدت کلاک تا ۱.۱ گیگاهرتز افزایش یابد و حالت متعادل‌کردن بار بهتر شود. این چنین به گمان زیادً این نوع طراحی خاموش‌کردن قسمت‌های خاص از پردازنده برای افت مصرف را نیز مقدور می‌کند. این رویکرد باید علتشود معماری آدرنو به‌راحتی برای عملکردهای متوسط و لپ‌تاپ‌ها مقیاس‌پذیر شود.

پردازنده گرافیکی تازه کوالکام ۱۲ مگابایت حافظه اختصاصی دارد که نیاز به فراخوانی داده‌ها از رم را افت می‌دهد و علتبهبود کارکرد و افت مصرف انرژی نیز می‌شود. افت ۴۰ درصدی پهنای باند حافظه برای خواندن داده‌ها نیز به افزایش ۳۵ درصدی کارکرد رهگیری پرتو پشتیبانی می‌کند.

پردازنده‌های گرافیکی آدرنو در چندین نسل قبل سریع بوده‌اند اما آنچه واقعاً از نسل تازه این پردازنده انتظار می‌رود، تحکیم کارکرد پایدار و افت مقدار افزایش دمای آن میانه کار است؛ امیدواریم این معماری تازه و طراحی ۳ نانومتری‌اش به تحقق این اهداف پشتیبانی کنند.

اسنپدراگون ۸ الیت از برخی فناوری‌های پیشرفته صنعت بازی درحال منفعت گیری در حوزه ساخت کنسول‌ها نیز حمایتمی‌کند. حمایتاز فناوری نانایت (Nanite) در موتور آنریل انجین ۵ (Unreal Engine 5) علتافزایش چشم‌گیر جزئیات هندسی می‌شود. درضمن موتور آنریل کیآس فیزیکس (Unreal’s Chaos Physics engine) در پردازنده تازه تا ۶۰ درصد سریع تر اجرا می‌شود.

قابلیت‌های هوش مصنوعی

معارفه تراشه‌ای مدرن بدون گفتن قابلیت‌های پیشرفته هوش مصنوعی آن کامل نمی‌شود. واحد پردازش عصبی هگزاگون (Hexagon) در اسنپدراگون ۸ الیت در قیاس با نسل قبل به مقدار قابل‌توجهی تحول کرده است؛ اولین تحول افزایش ظرفیت توکن ورودی و قابلیت پردازش ۷۰ توکن در ثانیه در مدل‌های زبانی خاص است؛ یقیناً هگزاگون اطلاعات چندانی به ما نمی‌دهد اما از مدل هوش مصنوعی چندوجهی جمینای نانو حمایتمی‌کند

۲ پردازنده دیگر، اسکلر (Scalar) و وکتور (Vector)، به‌ترتیب تعداد کل این پردازنده‌ها را به ۸ و ۶ می‌رسانند. همراهی این پردازنده‌ها با شدت بالاتر خواندن و نوشتن داده در حافظه، علتشده کارکرد واحد پردازش عصبی اسنپدراگون ۸ الیت، بسته به مقدار بار کاری تا ۴۵ درصد افزایش یابد. درضمن در واحد پردازش عصبی ناظر ترقی ۴۵ درصدی کارکرد هوش مصنوعی به‌ازای هر وات ذخیره انرژی هستیم؛ یقیناً این مقدار ترقی کارکرد نیز به ماموریت‌ای که انجام می‌دهد، بستگی دارد.

پردازشگر سیگنال عکس (ISP) اسنپدراگون به‌طور فزاینده‌ای با واحد پردازش عصبی هماهنگ شده است. کوالکام هم در معماری تغییراتی به وجود اورده است تا منفعت گیری مشترک از حافظه واحد پردازش عصبی زمان انجام ماموریت های بینایی کامپیوتری و هوش مصنوعی، بهینه‌سازی شود؛ این چنین تغییری به معنی اجرای هم‌زمان سریع تر چند مدل و ماموریت های متعدد در واحد پردازش عصبی است.

درمورد پردازشگر سیگنال عکس در اسنپدراگون ۸ الیت باید بگوییم این پردازشگر از پایه بازطراحی شده است. قسمت بیشتری از پایپ‌‌لاین‌های پردازش اکنون در دامنه RAW (تصاویر خام دارای فرمت RAW) اجرا خواهد شد؛ این اتفاق به معنی ثبت تصاویر باکیفیت، زمان تصحیح خودکار تراز سفیدی، نوردهی و دیگر تنظیمات پردازشگر سیگنال عکس است. پردازش مستقیم تصاویر دارای فرمت RAW و ربط مستقیم با واحد پردازش عصبی، بهبود آنی کیفیت فیلم‌ها با پشتیبانی هوش مصنوعی با کیفیت 4K/60fps را مقدور می کند؛ در ضمن این ساختار امکان اجرای تعداد بیشتری از ویژگی‌های ویرایش عکس‌ها با منفعت گیری از تکنیک‌های تازه و تقطیع سریع تر عکس (Insight AI) و حذف اشیا از ویدئو با فریم‌ریت ۳۰ فریم در ثانیه را فراهم می‌کند؛ همه این ویژگی‌هاداخل دستگاه اجرا خواهد شد.

خروجی فرایند پردازش پیکسل نیز ۳۵ درصد افزایش یافته و به ۴.۳ گیگاپیکسل در ثانیه رسیده که شدت عکاسی زمان گرفتن عکس‌های بدون تأخیر شاتر را افزایش داده است و اکنون از سنسورهای بزرگ ۳۲۰ مگاپیکسلی حمایتمی‌کند. پردازشگر سیگنال عکس از ۳ دوربین ۴۸ مگاپیکسلی حمایتمی‌کند که برای برخی تنظیمات رایج کاربرد دارد و می‌تواند هم‌زمان ویدیوی 4K را از هر ۳ سنسور با نرخ ۳۰ فریم در ثانیه بخواند.

قابلیت‌های ارتباطی

اسنپدراگون ۸ الیت بدون برخورداری از تازه ترین قابلیت‌های ارتباطی و شبکه‌ای، نمی‌تواند پردازنده‌ای قوی برای تلفنهای هوشمند باشد؛ این تراشه مودم اسنپدراگون ایکس ۸۰ (Snapdragon X80) دارد که کوالکام آن را اغاز سال میلادی جاری معارفه کرد؛ این مودم علاوه‌بر حمایتاز شدت‌های زیاد بالای 5G (10 گیگابیت‌بر‌ثانیه برای دانلود، ۳.۵ گیگابیت‌بر‌ثانیه برای آپلود)، به لطف برخورداری از فناوری تجمیع فرکانس شش‌باندی، از ویژگی شاخص ربط هوایی NB-NTN (ربط ماهواره‌ای) نیز حمایتمی‌کند؛ به این علت در نسل بعدی تلفنهای هوشمند، دیگر نیازی به صرف هزینه و تعلق فضای زیاد تر برای قراردادن مودم نیست.

سیستم اتصالی فست کانکت ۷۹۰۰ (FastConnect 7900) ادغام‌شده در پردازنده، برای نخستین بار قابلیت‌های وای‌فای ۷، بلوتوث ۶.۰ و حمایتاز فناوری ادغام‌شده پهنای باند فوق عریض (UWB) را در خود جای داده است. در ضمن افت مصرف انرژی ۴۰ درصدی نیز از دیگر ویژگی‌های بهبودیافته این سیستم ارتباطی محسوب می‌شود که زیاد از آن استقبال شده است. اسنپدراگون ۸ الیت تازه ترین فناوری‌های بهبود صدا همانند aptX Adaptive و XPAN را نیز در اختیار دارد.

سخن پایانی درمورد اسنپدراگون الیت ۸

بدون شک، اسنپدراگون ۸ الیت کوالکام نقطه عطف در تاریخ پردازنده‌های سری ۸ اسنپدراگون محسوب می‌شود. برگشت به طراحی و تشکیل پردازنده‌های سفارشی، نویددهنده بهبود قابل‌دقت در کارکرد و افت مصرف است؛ طراحی سفارشی پردازنده تازه اسنپدراگون می‌تواند آن را به‌طور قابل‌توجهی از رقبایش (دیگر پردازنده‌های موبایل) جلو بیندازد. الیت ۸ به لطف پردازنده گرافیکی در ظاهر زیاد قوی خود و ویژگی‌های هوش مصنوعی و تصویربرداری، پردازنده‌ای همه‌چیزتمام برای نسل بعدی تلفنهای هوشمند محسوب می‌شود؛ یقیناً به نظر می‌رسد تلفنهای تجهیزبه این پردازنده زیاد گران‌تر از دیگر تلفنها باشند.

به نظر می‌رسد کوالکام در برخی موارد درمورد تراشه خود اغراق و فقطً تبلیغ کرده است! اگر درمورد جزئیات دقیق بهبودهای بی‌شمار «هوش مصنوعی» که در مودم، پردازنده هاب سنسور و تقریباً هر قسمت فرد دیگر به کار گرفته شده‌اند، چیزی ندادیم، به‌سختی می‌توانیم تلاش کوالکام برای بهبود هریک از قسمت‌های پردازنده‌اش را که ترقی آن‌ها امکان پذیر، نادیده بگیریم. از نظر دیگر، از این شرکت می‌خواهیم اجازه دهد خود پردازنده توانمندیهایش را نشان دهد!

خوشبختانه به‌زودی پردازنده اسنپدراگون ۸ الیت را در تلفنهای برندهایی همانند ایسوس، آنر، آی‌کیواواو، وان‌پلاس، اوپو، ریلمی، سامسونگ، ویوو و شیائومی خواهیم دید؛ چون این برندها همه انها اظهار کرده‌اند تصمیم دارند دستگاه‌های جدیدی معارفه کنند؛ احتمالا برخی از این تلفنها تا آخر سال میلادی جاری روانه بازار شوند؛ برای مثالً مطابق اطلاعات منتشرشده وان‌پلاس ۱۳ قبل از آخر اکتبر سال میلادی جاری روانه بازار خواهد شد. گوشی شیائومی ۱۵ نخستین گوشی معارفه‌شده تجهیزبه این پردازنده است.

 مطابق گزارش‌ها در تلفنهای سری گلکسی اس ۲۵ سامسونگ در سال آینده، به‌طور انحصاری از اسنپدراگون ۸ الیت منفعت گیری خواهد شد. باتوجه‌به تغییرات گسترده و ادعاهای مرتبط با کارکرد، احتمالا سامسونگ امسال به‌سختی بتواند پردازنده‌های تازه اگزینوس را در حد و اندازه پردازنده‌های تازه اسنپدراگون طراحی و تشکیل کند و این نوشته به‌هیچ‌وجه شگفت نیست.