Giới thiệu
Khi Apple xuất xưởng iPhone 5s với CPU 64-bit được thiết kế tùy chỉnh, nó đã khiến ngành công nghiệp di động phải ngạc nhiên. Việc chuyển sang 64-bit là không thể tránh khỏi, nhưng không ai mong đợi Apple sẽ đạt được điều đó nhanh chóng như vậy, kể cả Qualcomm với CPU 64-bit chỉ là một dấu chấm trên một lộ trình dài hạn. Không có lõi được thiết kế riêng, Qualcomm đã sử dụng lõi gốc Cortex-A53 và Cortex-A57 của ARM cho bộ vi xử lý Snapdragon 810 hàng đầu của mình vào năm ngoái.
Làm việc từ một vị trí kém lý tưởng dẫn đến một SoC thấp hơn lý tưởng. Ngay cả trước khi Snapdragon 810 xuất hiện trước công chúng, đã có nhiều tin đồn về các vấn đề quá nhiệt và bộ điều khiển bộ nhớ. Thử nghiệm của chính chúng tôi đã xác thực những tin đồn quá nóng – một sản phẩm của việc ghép nối lõi A57 ngốn điện với quy trình HKMG 20nm của TSMC – và chúng tôi vẫn chưa thấy 810 sử dụng toàn bộ băng thông có sẵn từ bộ nhớ LPDDR4-1600, ngay cả phiên bản v2.1.
Mặc dù 810 là một điểm dừng, nhưng nó không phải là xấu. GPU Adreno 430 được cải thiện dựa trên Adreno 420 trong Snapdragon 805, duy trì vị trí dẫn đầu của Qualcomm về hiệu suất ALU và modem LTE loại 9 X10 nhanh hơn được di chuyển bên cạnh CPU sau khi khởi động khỏi đảo SoC trong 805.
Tuy nhiên, thật khó để cảm thấy bất cứ điều gì ngoài sự thất vọng khi nói đến 810. Việc điều chỉnh nhiệt quá mức đã kìm hãm hiệu suất, buộc các lõi CPU A57 ở trạng thái không hoạt động. Trong một số trường hợp, các SoC Snapdragon 801 và 805 cũ hơn, cùng với một số thiết kế A53 tầm trung, cung cấp hiệu suất tương đương hoặc tốt hơn. Một vị trí không thể chối cãi cho một sản phẩm chủ lực.
Qualcomm hy vọng sẽ vượt qua những vấn đề này với Snapdragon 820 và Kryo, CPU 64-bit được thiết kế tùy chỉnh đầu tiên của hãng. Tuy nhiên, mục tiêu của Qualcomm đối với 820 không chỉ là cải thiện hiệu suất. Nó cũng giúp mang lại trải nghiệm người dùng sáng tạo bằng cách tận dụng tính toán không đồng nhất, kết hợp các khả năng độc đáo của mỗi bộ xử lý — CPU, GPU, DSP và ISP — để tối đa hóa hiệu suất và giảm thiểu việc sử dụng điện năng. Thị giác máy tính, hình ảnh nâng cao và thực tế ảo đều là những ứng dụng được nhắm mục tiêu.
Số 0
Nhiều khả năng mới này sẽ được thực hiện nhờ Zeroth, một API thị giác máy tính và học máy mà các nhà phát triển có thể sử dụng để tận dụng phần cứng của Snapdragon 820. Theo cách gọi của Qualcomm, “nền tảng điện toán nhận thức” này sẽ cải thiện hơn nữa khả năng của trợ lý ảo trên điện thoại thông minh và bất kỳ thứ gì đòi hỏi trí thông minh giống con người hơn. Một trong những cách nó làm được điều này là bắt chước cách con người học hỏi thông qua sự củng cố tích cực. Chúng ta đã bắt đầu thấy các thiết bị di động tích hợp các hành vi thông minh, nhưng chúng thường tận dụng sức mạnh xử lý của điện toán đám mây. Với 820, Qualcomm tin rằng quá trình xử lý này hiện có thể được thực hiện cục bộ trên thiết bị, do đó, cải thiện quyền riêng tư vì tất cả dữ liệu người dùng duy nhất đó sẽ không phải được xử lý trên máy chủ của người khác.
Công nghệ phát hiện cảnh của Qualcomm là ứng dụng của Zero vào thị giác máy tính. Một lần nữa, tận dụng lợi thế của tính toán không đồng nhất, nó sử dụng mạng nơ-ron để phát hiện cảnh, nhận dạng đối tượng và khớp mẫu cho cả hình ảnh tĩnh và video được quay bởi máy ảnh của thiết bị. Có nhiều cách sử dụng cho công nghệ này, bao gồm cả việc tự động gắn thẻ ảnh để truy xuất tìm kiếm dễ dàng hơn và thực tế tăng cường. Đoạn video trên trình bày các khả năng cơ bản của hệ thống này.
Smart Protect sẽ là một trong những “ứng dụng sát thủ” đầu tiên của Zeroth. Một công nghệ vượt xa khả năng bảo vệ chống vi-rút dựa trên chữ ký truyền thống, nó sẽ có thể xác định “hành vi bất thường”, chẳng hạn như nhận thấy rằng điện thoại đang chụp ảnh khi màn hình bị khóa hoặc gửi tin nhắn SMS mà không có sự tương tác của người dùng, bằng cách sử dụng học máy và hành vi phân tích. Tính năng này có thể được sử dụng để xác định phần mềm độc hại zero-day hoặc “phần mềm độc hại chuyển đổi”, là phần mềm độc hại được tạo ra để vượt qua phần mềm chống vi-rút phổ biến.
Tính năng này có một thành phần chạy ở mức thấp trong nhân Android và một phần khác chạy trong môi trường thực thi an toàn SecureMSM của Qualcomm, điều này sẽ khiến phần mềm độc hại khó vượt qua hơn nhiều. Điều này cũng đặt Smart Protect vào vị trí để giám sát hiệu quả tài nguyên hệ thống, giao tiếp ứng dụng, v.v.
Ví dụ về máy tính không đồng nhất
Ngoài Zeroth, Snapdragon 820 sử dụng tính toán không đồng nhất để kích hoạt một loạt các tính năng chụp ảnh nâng cao. Một ví dụ tận dụng API OpenCL 1.2 và FastCV để xử lý hậu luồng video trong thời gian thực, tách và làm mờ nền để tăng tính riêng tư trong hội nghị truyền hình. Bằng cách kết hợp sức mạnh xử lý của cả CPU và GPU, Qualcomm tuyên bố hiệu suất cải thiện hơn gấp 2 lần so với việc chỉ sử dụng một mình CPU và cũng giảm mức tiêu thụ điện năng lên đến 40%. Công nghệ tương tự này cũng được sử dụng để cải thiện chất lượng của hình ảnh toàn cảnh, loại bỏ các đường nối và làm sạch các hiện vật bóng mờ do các đối tượng chuyển động gây ra. Các ứng dụng khác có thể bao gồm cung cấp bản xem trước thời gian thực của các hiệu ứng video trong khi ghi lại hoặc cải thiện trải nghiệm thực tế tăng cường.
Tính năng Cảm ứng cải tiến của Qualcomm, cũng có trong Snapdragon 810 SoC, di chuyển chức năng từ bộ điều khiển màn hình cảm ứng bên ngoài trên SoC. Sử dụng DSP và đảo CPU công suất thấp, điều này cải thiện độ trễ của cảm ứng và cho phép các thuật toán loại bỏ tiếng ồn phức tạp hơn. Quá trình xử lý được cải tiến cho phép loại bỏ giọt nước tinh vi, về cơ bản làm cho màn hình có thể sử dụng được khi bị ướt và cải thiện độ nhạy cảm ứng trong khi sạc thiết bị bằng cách lọc bỏ EMI. Ngoài ra còn có tính năng đánh thức màn hình chạm hai lần với công suất cực thấp.
Ràng buộc tất cả các bộ vi xử lý chuyên biệt lại với nhau một cách hiệu quả là công việc của Người quản lý hệ thống giao hưởng của Qualcomm. Theo Qualcomm, “Symphony được thiết kế để quản lý toàn bộ hệ thống trên chip ở các cấu hình khác nhau để sự kết hợp hiệu quả và hiệu quả nhất giữa bộ xử lý và lõi chuyên biệt được chọn để hoàn thành công việc nhanh nhất có thể, với ít sức mạnh”. Đó không phải là nhiệm vụ dễ dàng, vì vậy chúng tôi rất háo hức muốn xem thời lượng pin trong thế giới thực sẽ như thế nào khi các sản phẩm bắt đầu xuất xưởng.
Bây giờ chúng ta đã hiểu tầm nhìn của Qualcomm đối với Snapdragon 820 và các SoC trong tương lai của nó (đó là tính toán không đồng nhất nếu bạn chưa tìm ra) và một số trải nghiệm mà nó cho phép, đã đến lúc xem xét kỹ hơn phần cứng.
