introduzione
Quando Apple ha distribuito l’iPhone 5s con una CPU a 64 bit progettata su misura, ha colto di sorpresa il settore mobile. Il passaggio a 64 bit era inevitabile, ma nessuno si aspettava che Apple arrivasse così rapidamente, incluso Qualcomm la cui CPU a 64 bit era solo un punto su una tabella di marcia a lungo termine. Senza un proprio core progettato su misura, Qualcomm ha adottato i core stock Cortex-A53 e Cortex-A57 di ARM per il suo processore Snapdragon 810 di punta lo scorso anno.
Lavorare da una posizione non ideale ha portato a un SoC non ideale. Anche prima che lo Snapdragon 810 facesse un’apparizione pubblica, c’erano voci su problemi di surriscaldamento e controller di memoria. I nostri test hanno convalidato le voci sul surriscaldamento, un prodotto dell’abbinamento del core A57 assetato di energia con il processo HKMG a 20 nm di TSMC, e dobbiamo ancora vedere un 810 utilizzare l’intera larghezza di banda disponibile dalla memoria LPDDR4-1600, anche la revisione v2.1.
Anche se l’810 era un ripiego, non era affatto male. La GPU Adreno 430 è migliorata rispetto all’Adreno 420 in Snapdragon 805, mantenendo il vantaggio di Qualcomm nelle prestazioni ALU e un modem LTE X10 di categoria 9 più veloce è passato accanto alla CPU dopo essere stato avviato dall’isola SoC nell’805.
Tuttavia, è difficile provare altro che delusione quando si tratta dell’810. L’eccessiva limitazione termica ha frenato le prestazioni, costringendo i core della CPU A57 a rimanere inattivi. In alcuni scenari, i vecchi SoC Snapdragon 801 e 805, insieme ad alcuni modelli A53 di fascia media, offrivano prestazioni equivalenti o migliori. Una posizione poco invidiabile per un prodotto di punta.
Qualcomm spera di superare questi problemi con Snapdragon 820 e Kryo, la sua prima CPU a 64 bit progettata su misura. Tuttavia, l’obiettivo di Qualcomm per l’820 non riguarda solo il miglioramento delle prestazioni. Si tratta anche di consentire esperienze utente innovative sfruttando l’elaborazione eterogenea, che combina le capacità uniche di ciascun processore (CPU, GPU, DSP e ISP) per massimizzare le prestazioni e ridurre al minimo il consumo energetico. La visione artificiale, l’imaging avanzato e la realtà virtuale sono tutte applicazioni mirate.
Zero
Molte di queste nuove funzionalità saranno rese possibili da Zeroth, un’API di machine learning e visione artificiale che gli sviluppatori possono utilizzare per sfruttare l’hardware di Snapdragon 820. Questa “piattaforma di elaborazione cognitiva”, come la chiama Qualcomm, dovrebbe migliorare ulteriormente le capacità degli assistenti virtuali sugli smartphone e anche tutto ciò che richiede un’intelligenza più simile a quella umana. Uno dei modi in cui lo fa è imitare il modo in cui gli esseri umani imparano attraverso il rinforzo positivo. Abbiamo già iniziato a vedere i dispositivi mobili incorporare comportamenti intelligenti, ma questi generalmente sfruttano la potenza di elaborazione del cloud computing. Con l’820, Qualcomm ritiene che questa elaborazione possa ora essere eseguita localmente sul dispositivo, migliorando di conseguenza la privacy, poiché tutti quei dati utente univoci non dovranno essere elaborati sui server di qualcun altro.
La tecnologia Scene Detect di Qualcomm è l’applicazione di Zeroth alla visione artificiale. Sfruttando ancora una volta l’elaborazione eterogenea, utilizza le reti neurali per il rilevamento delle scene, il riconoscimento degli oggetti e la corrispondenza dei modelli sia per le immagini fisse che per i video acquisiti dalla fotocamera del dispositivo. Ci sono molti usi per questa tecnologia, incluso il tagging automatico delle foto per un più facile recupero della ricerca e la realtà aumentata. Il video sopra mostra le capacità di base di questo sistema.
Smart Protect sarà una delle primissime “applicazioni killer” di Zeroth. Una tecnologia che va oltre la tradizionale protezione antivirus basata sulle firme, sarà in grado di identificare “comportamenti anomali”, come notare che il telefono sta scattando foto quando lo schermo è bloccato o inviare messaggi SMS senza l’interazione dell’utente, utilizzando l’apprendimento automatico e il comportamento analisi. Questa funzione può essere utilizzata per identificare il malware zero-day o il “malware trasformazionale”, che è un malware creato per aggirare il popolare software antivirus.
Questa funzione ha un componente in esecuzione a basso livello all’interno del kernel Android e un’altra parte in esecuzione nell’ambiente di esecuzione sicuro SecureMSM di Qualcomm, il che dovrebbe rendere molto più difficile l’elusione del malware. Ciò mette anche Smart Protect in grado di monitorare efficacemente le risorse di sistema, la comunicazione delle app, ecc.
Esempi di calcolo eterogenei
Oltre a Zeroth, Snapdragon 820 utilizza l’elaborazione eterogenea per abilitare una serie di funzionalità di imaging avanzate. Un esempio sfrutta le API OpenCL 1.2 e FastCV per post-elaborare un flusso video in tempo reale, separando e sfocando lo sfondo per aumentare la privacy durante una videoconferenza. Combinando la potenza di elaborazione di CPU e GPU, Qualcomm afferma che le prestazioni migliorano di oltre 2 volte rispetto all’utilizzo della sola CPU e riduce anche il consumo energetico fino al 40%. Questa stessa tecnologia viene utilizzata anche per migliorare la qualità delle immagini panoramiche, rimuovendo le cuciture e ripulendo gli artefatti fantasma causati dagli oggetti in movimento. Ulteriori applicazioni potrebbero includere la fornitura di un’anteprima in tempo reale degli effetti video durante la registrazione o il miglioramento delle esperienze di realtà aumentata.
La funzione improvementTouch di Qualcomm, presente anche nel SoC Snapdragon 810, sposta la funzionalità da un controller touchscreen esterno a bordo del SoC. Utilizzando il DSP e l’isola della CPU a basso consumo, questo migliora la latenza del tocco e consente algoritmi di reiezione del rumore più sofisticati. L’elaborazione migliorata consente un sofisticato rifiuto delle gocce d’acqua, rendendo essenzialmente lo schermo utilizzabile quando è bagnato e migliora la sensibilità al tocco durante la ricarica del dispositivo filtrando le EMI. C’è anche una funzione di riattivazione dello schermo con doppio tocco a bassissima potenza.
Collegare tutti i processori specializzati insieme in modo efficiente è compito del Symphony System Manager di Qualcomm. Secondo Qualcomm, “Symphony è progettato per gestire l’intero system-on-chip in diverse configurazioni in modo che venga scelta la combinazione più efficiente ed efficace di processori e core specializzati per portare a termine il lavoro il più rapidamente possibile, con la minor quantità di potenza”. Non è un compito facile, quindi non vediamo l’ora di vedere com’è la durata della batteria nel mondo reale quando i prodotti iniziano a essere spediti.
Ora che comprendiamo la visione di Qualcomm per Snapdragon 820 e i suoi futuri SoC (è un computing eterogeneo se non l’hai capito) e alcune delle esperienze che consente, è tempo di dare un’occhiata più da vicino all’hardware.
