واحد خبر mobile.ir : نسل آینده پردازش موبایل در حال شکل گرفتن است. بزرگانی مثل اپل، هواوی و کوالکام جدیدترین چیپ‌ست‌های پرچمدار خود – که با لیتوگرافی 5 نانومتری ساخته شده – را به تولید رسانده‌اند. این تراشه‌ها عبارتند از A14 Bionic محصول اپل، Kirin 9000 محصول هواوی و اسنپ‌دراگون 888 محصول کوالکام. طی ماه‌های آتی، ورود اسمارت‌فون‌های رده‌بالایی که به این چیپ‌ست‌ها مجهز هستند، عرصه را برای رقابت رودرروی این تراشه‌ها فراهم می‌کند. هر سه کمپانی مدعی هستند که چیپ‌ست آنها از لحاظ عملکرد، میزان مصرف و قابلیت‌های یادگیری ماشینی بهبود یافته است. در این مطلب قصد داریم، یک مقایسه تحلیلی از عملکرد این سه تراشه در حوزه‌های مختلف ارائه کنیم.

لازم به ذکر است مدعیان دیگری مثل سامسونگ و مدیاتک نیز وجود دارند که هنوز چیپ‌ست‌های پرچمدار 5 نانومتری خود را رو نکرده‌اند. لذا در این نوشتار صرفا بر چیپ‌ست‌های A14 Bionic، اسنپ‌دراگون 888 و Kirin 9000 تمرکز شده است. در ابتدا می‌توانید مهم‌ترین مشخصات هر سه چیپ‌ست را در جدول زیر مشاهده کنید.

هسته‌های پردازشی

علی‌رغم اینکه هر سه تراشه بر مبنای لیتوگرافی 5 نانومتری طراحی شده‌اند، تفاوت‌های فراوانی بین آنها دیده می‌شود، از جمله تفاوت در هسته های پردازشی آنها. در A14 شاهد کلاسترهای حاوی هسته‌های کاستوم (سفارشی) بزرگ و کوچک هستیم که اپل از آنها تحت عنوان Firestorm (طوفان آتشین) و Icestorm (طوفان یخ) یاد می‌کند. اما هواوی و کوالکام ترجیح داده‌اند از همان هسته‌های Arm استفاده کنند. البته اسنپ‌دراگون 888 با داشتن هسته‌های جدیدتر و پیشرفته‌تر Cortex-X1 و Cortex-A78 نسبت به Kirin 9000 – که نهایتا از پردازنده نسل قبلی Cortex-A77 بهره می‌برد – برتری دارد.

چیپ‌ست‌های اپل چندین نسل است که از لحاظ عملکرد تک-هسته‌ای پردازنده، بالاتر از چیپ‌ست‌های استفاده شده در گوشی‌های اندرویدی قرار می‌گیرد. از این منظر، طبق ادعای اپل، A14 تا 21 درصد نسبت به A13 بهبود یافته است. اسنپ‌دراگون 888 نیز به گفته کوالکام، تا 25 درصد نسبت به اسنپ‌دراگون 865 بهتر شده است. این در حالی‌ست که هواوی، Kirin 9000 را با نسخه پلاس چیپ‌ست قدیمی‌ترِ کوالکام یعنی Snapdragon 865 Plus مقایسه کرده و مدعی شده که Kirin 9000 تا 10 درصد نسبت به آن ارتقا یافته است.

اگر این ارقام را بدون چون و چرا قبول کنیم، باز هم اپل از لحاظ پردازش تک-هسته‌ای سرآمد خواهد بود. شاید کوالکام بتواند در این زمینه فاصله خود را با اپل کمتر کند، اما به گفته صاحب‌نظران، در این مقوله گوشی‌های اندرویدی سال 2021 هنوز هم پشت سر آیفون 12 قرار می‌گیرند. اگر بخواهیم به طور اختصاصی به هواوی بپردازیم، با توجه به قدیمی‌تر بودن هسته‌های Kirin 9000، این فاصله به مراتب بیشتر خواهد بود. اما اگر این سه تراشه را از لحاظ پردازش چند-هسته‌ای مقایسه کنیم، آرایش سه-کلاستری در تراشه‌های کوالکام و هواوی، آنها را در گردونه رقابت نگه خواهد داشت. همچنین، از لحاظ مصرف انرژی و عمر باتری، وجود سه کلاستر – روی کاغذ – امتیازاتی را برای تراشه در بر خواهد داشت. البته فقط انجام آزمایش می‌تواند این فرضیه‌ها را اثبات کند.

گرافیک

عملکرد گرافیکی یکی دیگر از عواملی‌ست که رقابت بر سر آن در این سه تراشه به شدت بالاست. طبق ادعای اپل، تراشه A14 از منظر گرافیکی نسبت به A13 تا 8 درصد پیشرفت داشته است. در مقابل، کوالکام مدعی شده که عملکرد گرافیکی اسنپ‌دراگون 888 تا 35 درصد نسبت به نسل قبلی ارتقا یافته است. با فرض صحت ادعای کوالکام، تراشه اسنپ‌دراگون 888 فاصله خود را با A14 بسیار کمتر کرده و چه بسا بتواند از لحاظ گرافیکی آن را پشت سر بگذارد. جالب است بدانید، تراشه جدید هواوی نیز از منظر گرافیکی بسیار توانا بوده و به گفته شرکت سازنده، عملکرد GPU در Kirin 9000 تا 52 درصد نسبت به اسنپ‌دراگون 865 پلاس بهبود یافته است. البته ناگفته نماند آمار و ارقام ذکر شده، صرفا ادعای شرکت‌های سازنده بوده و هنوز در دنیای واقعی در بوته آزمایش قرار نگرفته‌اند.

نتایج تعدادی از تست‌ها نشان می‌دهد از لحاظ بهبود نسبت به نسل قبل، تراشه پرچمدار هواوی در رتبه نخست قرار می‌گیرد. به این ترتیب که عملکرد گرافیکی کند در Kirin 990 با استفاده از پردازنده گرافیکی Arm Mali-G78 در Kirin 9000 اصلاح شده است. اما در مجموع، عنوان بهترین چیپ‌ست 5 نانومتری از لحاظ عملکرد به یکی از دو تراشه A14 یا اسنپ‌دراگون 888 تعلق می‌گیرد، مگر اینکه سامسونگ – در آینده نزدیک – از چیپ‌ستی استثنایی رونمایی کند. لازم به ذکر است، نتایج تست‌های انجام شده نشان می‌دهد در حال حاضر تراشه A14 سریع‌ترین تراشه موبایل است، اما نکته مهم در اینجاست که تست‌های مذکور روی اسنپ‌دراگون 888 انجام نشده، زیرا هنوز اسمارت‌فونی با این چیپ‌ست وارد بازار نشده است. به گفته برخی کارشناسان، اگر ادعاهای کوالکام درباره بهبود عملکرد CPU و GPU در اسنپ‌دراگون 888 درست باشد، این چیپ‌ست می‌تواند گوی سبقت را از A14 برباید.

CPU و GPU حرف آخر را نمی‌زنند

امروزه پارادایم سنتی CPU/GPU منسوخ شده و برای ارزیابی یک چیپ‌ست صرفا نمی‌توان به بررسی این دو مقوله بسنده کرد. سرعت حافظه، پردازش تصویر، یادگیری ماشینی و ... از جمله معیارهای مهمی هستند که می‌توانند تفاوت‌های ژرفی را از لحاظ قابلیت‌ها، عملکرد و عمر باتری ایجاد کنند. به عنوان مثال، گوشی‌های مجهز به اسنپ‌دراگون 888 و Kirin 9000، از رَم LPDDR5 پشتیبانی می‌کنند که نه تنها از رَم LPDDR4x سریع‌تر است، بلکه می‌تواند میزان مصرف را تا 30 درصد نسبت به نسل قبلی خود کاهش دهد. این امر می‌تواند عمر باتری را افزایش داده و در مقوله‌هایی مثل مالتی‌تسکینگ و بازی، کمک‌کننده باشد.

هوش مصنوعی

به طریق مشابه، قدرت پردازشی یک تراشه در حیطه هوش مصنوعی و یادگیری ماشینی نیز می‌تواند امکانات نرم‌افزاری جدیدی را برای یک دیوایس به ارمغان بیاورد. البته از یک سو مقایسه نظیر به نظیر عملکرد هوش مصنوعی بسیار دشوار بوده و از سوی دیگر نمی‌توانیم کمیت TOPs (تریلیون عملیات انجام شده در ثانیه) که توسط شرکت‌های سازنده ارائه می‌شوند را ملاک مقایسه قرار دهیم. با تمام این اوصاف، نگاه به افزایش چشمگیر TOPs نشان می‌دهد توجه به هوش مصنوعی در چیپ‌ست‌ها تا چه اندازه طی سال‌های اخیر مهم بوده است.

به عنوان مثال، عملکرد هوش مصنوعی در A13 معادل 6 تریلیون عملیات در ثانیه بوده که با یک جهش 83 درصدی، در A14 به 11 تریلیون در ثانیه افزایش یافته است. عملکرد هوش مصنوعی در اسنپ‌دراگون 888 نیز 26 تریلیون عملیات در ثانیه اعلام شده که نسبت به 15 تریلیون عملیات ثانیه در اسنپ‌دراگون 865، حدود 73 درصد پیشرفت را نشان می‌دهد. همچنین، طبق ادعای هواوی، قابلیت‌های پردازشی هوش مصنوعی در Kirin 9000 نسبت به اسنپ‌دراگون 865 تا 2.4 برابر بهبود پیدا کرده است.

قابلیت‌های تصویری

قابلیت‌های مربوط به پردازش تصویر یکی دیگر از فاکتورهای تعیین‌کننده در توانایی کلی چیپ‌ست به شمار می‌رود. پشتیبانی از چند دوربین، پردازش تصویری چند-فریمی و قابلیت‌های پیشرفته فیلم‌برداری، نقش مهمی را در کیفیت دوربین گوشی‌های هوشمند ایفا می‌کنند. به عنوان مثال، اسنپ‌دراگون 888 و Kirin 9000 هر دو از قابلیت‌هایی نظیر ویدئوی HDR با نوردهی (exposure) چندگانه، تقسیم‌بندی اجسام و کاهش نویز پیشرفته پشتیبانی می‌کنند. از برتری‌های اسنپ‌دراگون 888 در این زمینه، می‌توان به پشتیبانی از فرمت 10 بیتی HEIF و پردازش همزمان 3 دوربینی اشاره کرد. در این میان، اپل با رونمایی از A14 قابلیت‌های جدیدی مثل ویرایش ProRAW و ویدئوی Dolby Vision با سرعت 60 فریم در ثانیه را معرفی نمود.

در زمینه پردازش تصویری، هر سه چیپ‌ست حرف‌های زیادی برای گفتن دارند، اما به اعتقاد برخی کارشناسان، کوالکام و هواوی در این حیطه کمی از اپل پیشی گرفته‌اند. البته ناگفته نماند، کیفیت نهایی تصویر علاوه بر توان چیپ‌ست، به مؤلفه‌های دیگری مثل سنسور تصویری و لنز مورد استفاده نیز وابسته است.

شبکه ارتباطی 5G

در حال حاضر، یکی از مهم‌ترین معیارهای سنجش چیپ‌ست‌ها، به توانایی آنها در زمینه ارتباطات 5G مربوط می‌شود. هر سه تراشه از ارتباطات 5G پشتیبانی می‌کنند، اما در این مقوله یک تفاوت آشکار، اپل را از هواوی و کوالکام جدا می‌کند. این تفاوت در آنجاست که تراشه A14 برای اتصال به شبکه نسل پنجم از یک مودم خارجی استفاده می‌کند. این در حالی‌ست که اسنپ‌دراگون 888 و Kirin 9000 هر دو از مودم یکپارچه 5G بهره می‌برند. از برتری‌های مودم یکپارچه آن است که ضمن کاهش مصرف انرژی، فضای کمتری را اشغال می‌کند.

تراشه A12 در آیفون 12 برای اتصال به شبکه ارتباطی 5G از مودم داخلی اسنپ‌دراگون X55 بهره می‌برد. اما اسنپ‌دراگون 888 به مودم داخلی X60 مجهز شده و همین مودم از قابلیت جدید 5G Voice-over-NR پشتیبانی می‌کند. تجمیع اپراتورها به شکل پیشرفته در هر دو طیف زیر 6 گیگاهرتزی و موج میلی‌متری از دیگر امکانات مودم یکپارچه در اسنپ‌دراگون 888 است که سرعت‌های بالاتری را نوید می‌دهد. Kirin 9000 نیز از یک مودم یکپارچه به نام Balong 5000 5G برخوردار است. از امکانات این مودم، علاوه بر تجمیع اپراتورها، می‌توان به دسترسی به طیف FDD و TDD و همچنین سرعت دانلود تا 7.5 گیگابیت در ثانیه اشاره کرد که در نتیجه ترکیب سیگنال‌های 4G و 5G حاصل می‌شود. (حداکثر سرعت شبکه 5G به‌صورت منفرد در این مودم در حالت نظری، 6.5Gbps اعلام شده است.)

اپل یک سال دیرتر از سایر رقبا به مقوله 5G ورود کرد و متعاقبا در زمینه تکنولوژی مودم نیز یک سال عقب‌تر است. مودم‌های یکپارچه عمر باتری را افزایش داده و توسعه آنها راحت‌تر است. البته، علی‌رغم تفاوت‌های ذکر شده، بعید است مصرف‌کننده بتواند از لحاظ سرعت داده‌ها در شبکه کنونی 5G، تفاوت فاحشی بین این سه تراشه حس کند.

چه کسی فاتح نبرد چیپ‌ست‌های 5 نانومتری خواهد بود؟

چیپ‌ست‌هایی که با لیتوگرافی 5 نانومتری به تولید می‌رسند، در مقایسه با تراشه‌های 7 نانومتری، کم‌مصرف‌تر بوده و فضای کمتری اشغال می‌کنند. تراکم ترانزیستور در این چیپ‌ست‌ها افزایش یافته و همین امر به طراحان اجازه می‌دهد که بتوانند عملکرد کلی چیپ‌ست را با هسته‌های بزرگ‌تر ارتقا داده و امکانات جدیدی به آن اضافه کنند.

می‌توان گفت هر سه تراشه مورد بحث پیشرفت‌های قابل‌ملاحظه‌ای داشته و پرچمدارهای فوق‌العاده‌ای را نوید می‌دهند. اپل همچنان از معماری‌های کاستوم CPU و GPU بهره‌ برده و A14 در برخی تست‌ها از لحاظ عملکرد بر رقبا پیروز شده است. در مقابل، هواوی و کوالکام در تراشه‌های جدید خود به شدت روی عملکرد گرافیکی کار کرده و فاصله همیشگی خود با تراشه‌های اپل را از بین برده‌اند. حتی به زعم تعدادی از صاحب‌نظران، چیپ‌ست اسنپ‌دراگون 888 ممکن است سریع‌ترین تراشه در بین این سه باشد. به طریق مشابه، هر سه کمپانی قابلیت‌های پردازش تصویر و یادگیری ماشینی در تراشه‌های خود را به شکل چشمگیری ارتقا داده‌اند. اما متفاوت بودن رویکرد این سه کمپانی در این مقوله، مقایسه مستقیم تراشه‌ها را دشوار می‌کند.

اما نهایتا آنچه بیش از هر چیز دیگر اهمیت دارد، دیوایس‌هایی‌ست که در ساخت آنها از این تراشه‌ها استفاده می‌شود. با توجه به اینکه اپل و هواوی خود تولیدکننده اسمارت‌فون هستند، این امتیاز را دارند که تیم طراحان آنها گوشی‌ها را به گونه‌ای طراحی کنند که از حداکثر ظرفیت چیپ‌ست‌ها، نهایت استفاده به عمل آمده باشد. اما اوضاع درباره کوالکام متفاوت بوده و این کمپانی نمی‌تواند شرکای سخت‌افزاری خود را مجبور کند که از تک‌تک قابلیت‌های اسنپ‌دراگون 888 آن طور که باید و شاید استفاده کنند. به هر حال، بایستی تا سال 2021 صبر کرد و دید نخستین دیوایس‌های مجهز به اسنپ‌دراگون 888 از چه توانایی‌هایی برخوردارند.

در پایان گفتنی‌ست، نباید در این کارزار از سامسونگ غافل ماند. کارشناسان هنوز منتظر رونمایی سامسونگ از نخستین تراشه 5 نانومتری Exynos هستند که قرار است در ساخت پرچمدارهای Galaxy S21 به کار گرفته شود. با این حساب مسابقه تسلیحاتی پروسسورهای موبایلی به فازهای جالب‌تری وارد می‌شود.