Introdução
Quando a Apple lançou o iPhone 5s com uma CPU de 64 bits personalizada, pegou a indústria móvel de surpresa. A mudança para 64 bits era inevitável, mas ninguém esperava que a Apple chegasse lá tão rapidamente, incluindo a Qualcomm cuja CPU de 64 bits era apenas um ponto em um roteiro de longo prazo. Sem um núcleo próprio personalizado, a Qualcomm adotou os núcleos de estoque Cortex-A53 e Cortex-A57 da ARM para seu principal processador Snapdragon 810 no ano passado.
Trabalhar a partir de uma posição abaixo do ideal resultou em um SoC abaixo do ideal. Mesmo antes de o Snapdragon 810 fazer uma aparição pública, havia rumores sobre problemas de superaquecimento e controlador de memória. Nossos próprios testes validaram os rumores de superaquecimento – um produto do emparelhamento do núcleo A57, que consome muita energia, com o processo HKMG de 20 nm da TSMC – e ainda não vimos um 810 usar toda a largura de banda disponível da memória LPDDR4-1600, mesmo a revisão v2.1.
Mesmo que o 810 fosse um paliativo, não era de todo ruim. A GPU Adreno 430 melhorou a Adreno 420 no Snapdragon 805, mantendo a liderança da Qualcomm no desempenho da ALU e um modem Categoria 9 X10 LTE mais rápido movido ao lado da CPU após ser inicializado na ilha SoC no 805.
Ainda assim, é difícil sentir qualquer coisa além de desapontamento quando se trata do 810. A aceleração térmica excessiva impediu o desempenho, forçando os núcleos da CPU A57 a ficarem ociosos. Em alguns cenários, os SoCs Snapdragon 801 e 805 mais antigos, juntamente com alguns designs A53 de gama média, ofereciam desempenho equivalente ou melhor. Uma posição nada invejável para um produto emblemático.
A Qualcomm espera superar esses problemas com o Snapdragon 820 e o Kryo, sua primeira CPU de 64 bits personalizada. O objetivo da Qualcomm para o 820 não é apenas melhorar o desempenho. Trata-se também de permitir experiências de usuário inovadoras, aproveitando a computação heterogênea, que combina as habilidades exclusivas de cada processador – CPU, GPU, DSP e ISP – para maximizar o desempenho e minimizar o uso de energia. Visão computacional, imagem avançada e realidade virtual são todos aplicativos direcionados.
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Muitos desses novos recursos serão possibilitados pelo Zeroth, uma API de aprendizado de máquina e visão computacional que os desenvolvedores podem usar para aproveitar o hardware do Snapdragon 820. Essa “plataforma de computação cognitiva”, como a Qualcomm a chama, deve melhorar ainda mais os recursos de assistentes virtuais em smartphones e também qualquer coisa que exija mais inteligência humana. Uma das maneiras de fazer isso é imitando como os humanos aprendem por meio do reforço positivo. Já começamos a ver os dispositivos móveis incorporarem comportamentos inteligentes, mas eles geralmente aproveitam o poder de processamento da computação em nuvem. Com o 820, a Qualcomm acredita que esse processamento agora pode ser feito localmente no dispositivo, melhorando a privacidade como consequência, já que todos os dados exclusivos do usuário não precisarão ser processados nos servidores de outra pessoa.
A tecnologia Scene Detect da Qualcomm é a aplicação de Zeroth à visão computacional. Mais uma vez aproveitando a computação heterogênea, ele usa redes neurais para detecção de cena, reconhecimento de objetos e correspondência de padrões para imagens estáticas e vídeos capturados pela câmera do dispositivo. Existem muitos usos para essa tecnologia, incluindo a marcação automática de fotos para facilitar a recuperação da pesquisa e a realidade aumentada. O vídeo acima demonstra os recursos básicos deste sistema.
O Smart Protect será um dos primeiros “aplicativos matadores” do Zeroth. Uma tecnologia que vai além da proteção antivírus tradicional baseada em assinatura, será capaz de identificar “comportamentos anormais”, como perceber que o telefone está tirando fotos quando a tela está bloqueada ou enviar mensagens SMS sem interação do usuário, usando aprendizado de máquina e comportamento análise. Esse recurso pode ser usado para identificar malware de dia zero ou “malware transformacional”, que é um malware criado para contornar softwares antivírus populares.
Esse recurso tem um componente rodando em um nível baixo no kernel do Android e outra parte rodando no ambiente de execução segura SecureMSM da Qualcomm, o que deve tornar muito mais difícil para o malware contornar. Isso também coloca o Smart Protect em condições de monitorar efetivamente os recursos do sistema, a comunicação do aplicativo, etc.
Exemplos de Computação Heterogênea
Além do Zeroth, o Snapdragon 820 usa computação heterogênea para habilitar uma série de recursos avançados de imagem. Um exemplo aproveita as APIs OpenCL 1.2 e FastCV para pós-processar um fluxo de vídeo em tempo real, separando e desfocando o plano de fundo para aumentar a privacidade durante uma videoconferência. Ao combinar o poder de processamento da CPU e da GPU, a Qualcomm afirma que o desempenho melhora em mais de 2x em comparação com o uso apenas da CPU e também reduz o consumo de energia em até 40%. Essa mesma tecnologia também é usada para melhorar a qualidade das imagens panorâmicas, removendo costuras e limpando artefatos fantasmas causados por objetos em movimento. Outras aplicações podem incluir fornecer uma visualização em tempo real de efeitos de vídeo durante a gravação ou melhorar as experiências de realidade aumentada.
O recurso ImproveTouch da Qualcomm, que também está presente no Snapdragon 810 SoC, move a funcionalidade de um controlador externo de tela sensível ao toque a bordo do SoC. Utilizando o DSP e a ilha de CPU de baixo consumo, isso melhora a latência de toque e permite algoritmos de rejeição de ruído mais sofisticados. O processamento aprimorado permite a rejeição de gotas de água sofisticada, essencialmente tornando a tela utilizável quando molhada, e melhora a sensibilidade ao toque durante o carregamento do dispositivo filtrando a EMI. Há também um recurso de ativação de tela com toque duplo de energia ultrabaixa.
Amarrar todos os processadores especializados de maneira eficiente é o trabalho do Symphony System Manager da Qualcomm. De acordo com a Qualcomm, “o Symphony foi projetado para gerenciar todo o sistema no chip em diferentes configurações para que a combinação mais eficiente e eficaz de processadores e núcleos especializados seja escolhida para realizar o trabalho o mais rápido possível, com a menor quantidade de potência”. Essa não é uma tarefa fácil, por isso estamos ansiosos para ver como é a vida útil da bateria no mundo real quando os produtos começam a ser enviados.
Agora que entendemos a visão da Qualcomm para o Snapdragon 820 e seus futuros SoCs (é uma computação heterogênea se você ainda não descobriu) e algumas das experiências que ela permite, é hora de dar uma olhada mais de perto no hardware.
