واحد خبر mobile.ir : شرکت کوالکام در روز سه‌شنبه 30 نوامبر 2021 (9 آذر 1400) در جریان همایش سالیانه Snapdragon Tech Summit در هاوایی از پلتفرم موبایلی جدید Snapdragon 8 Gen 1 رونمایی کرد؛ این پروسسور، اولین چیپ‌ست کوالکام پس از تغییر شیوه نام‌گذاری تراشه‌های اسنپ‌دراگون بوده و در آن با کنار گذاشته شدن سیستم اعداد سه رقمی تنها از 8 برای اشاره به جایگاه پردازنده و سپس از یک عدد برای نمایش نسل آن استفاده می‌شود. Snapdragon 8 Gen 1 به‌عنوان اولین تجربه کوالکام در به‌کارگیری معماری V9 جدید شرکت Arm با معماری 4 نانومتری سامسونگ ساخته شده و جدا از پردازنده، در گرافیک، ISP‌، هوش مصنوعی و مودم ارتباطی نیز تغییرات بزرگی را تجربه کرده است.

نگفته پیداست که Snapdragon 8 Gen 1 را باید جانشین مستقیمی برای Snapdragon 888 سال گذشته نامید جایی‌که به‌رغم تغییر در شیوه نام‌گذاری همچنان با بالاترین راه‌حل پردازشی شرکت کوالکام روبرو می‌شویم که قرار است در اکثر پرچمداران سال 2022 از برندهای مختلف ظاهر شود. Snapdragon 8 Gen 1 البته امسال با رقیب سرسختی به‌نام Dimensity 9000 از شرکت مدیاتک روبروست که با لیتوگرافی 4 نانومتری TSMC N4 ساخته شده و با وجود شباهت‌های متعدد به راه‌کار کوالکام، در بسیاری از زمینه‌ها (حداقل روی کاغذ) از آن پیشی می‌گیرد. رقابت بین این دو چیپ‌ست و بازیگر سومی که سامسونگ احتمالا به‌زودی به این جمع اضافه خواهد کرد‌، هیجان مضاعفی را به بازار پردازنده‌های موبایلی در ماه‌های پیش رو خواهد افزود.

با این مقدمه نوبت به آشنایی با بخش‌های مختلف چیپ‌ست Snapdragon 8 Gen 1 می‌رسد.

هسته‌های پردازشی

بی‌شک مهم‌ترین بخش یک پروسسور به هسته‌های پردازشی آن تعلق دارد و محصول جدید کوالکام نیز طبیعتا از این قاعده مستثنی نیست؛ در ساختار Snapdragon 8 Gen 1 طبق انتظار از معماری V9 جدید Arm استفاده شده که شامل هسته‌های Cortex-A710 ،Cortex-X2 و Cortex-A510 به‌ترتیب در سطوح بالا، میانی و پایین می‌شوند. کوالکام در این نوبت نیز از چینش 4+3+1 بهره گرفته که در طی سالیان گذشته (به‌طور دقیق از زمان Snapdragon 855 در سال 2018 تاکنون) عملکرد موفقیت‌آمیزی را از خود نشان داده است.

تک هسته Cortex-X2 حاضر در بالاترین سطح این پروسسور از فرکانس حداکثر 3.0 گیگاهرتز بهره می‌برد که نسبت به فرکانس 2.84 گیگاهرتزی سنتی کوالکام برای هسته قوی‌تر اندکی سریع‌تر شده است و البته هنوز فاصله کمی با فرکانس 3.05 گیگاهرتزی هسته مشابه X2 حاضر در Dimensity 9000 دارد. از فرکانس که بگذریم آن‌چه در این میان جالب‌توجه به‌نظر می‌رسد ادعای کوالکام مبنی بر 20 درصد عملکرد سریع‌تر و 30 درصد مصرف انرژی بهتر است که به‌خصوص این دومی در حالی ابراز می‌شود که خود فاندری سامسونگ یعنی شرکتی که وظیفه ساخت Snapdragon 8 Gen 1 را برای کوالکام بر عهده داشته، از تنها 16 درصد کاهش مصرف انرژی در گذار از لیتوگرافی 5 به 4 نانومتر سخن می‌گوید و مشخص نیست که 30 درصد کاهش مصرف انرژی مورد ادعای کوالکام جدا از تغییر لیتوگرافی در چه بخشی رخ داده است. برخی از صاحب‌نظران البته این احتمال را مطرح ساخته‌اند که کوالکام با استناد به گفته‌های Arm مبنی بر مصرف کاملا پایین‌تر هسته‌های X2 در یک نقطه پرفورمنس حداکثری (در مقایسه با هسته‌های X1)، از این میزان مصرف انرژی پایین‌تر سخن گفته است. تک هسته X2 این چیپ‌ست طبق انتظار از 1 مگابایت کش L2 بهره می‌برد.

در سطح میانی به 3 هسته Cortex-A710 با فرکانس 2.5 گیگاهرتز بر می‌خوریم که 80 مگاهرتز فرکانس بیش‌تری نسبت به رویه معمول کوالکام برای هسته‌های میانی دارند. حافظه کش L2‌ هریک از این هسته‌ها نیز 512 کیلوبایت است. در Dimensity 9000 در این قسمت از 3 هسته مشابه A710 با کش یکسان اما با حداکثر فرکانس بسیار بالاتر 2.85 گیگاهرتزی استفاده شده بود.

در نهایت در پایین‌ترین سطح، چهار هسته 1.8 گیگاهرتزی A510 قرار گرفته‌اند که به‌ظاهر هیچ تفاوتی با Dimensity 9000 ندارند اما کوالکام در این‌جا برخلاف مدیاتک با استفاده از رویکرد هسته تلفیقی (merged-core) که بیشتر برای بهینه‌سازی بهتر فضا به‌کار گرفته می‌شود به‌جای 4 هسته واقعی عملا از دو واحد A510 استفاده کرده که هریک دو هسته دارند و یک پایپ‌لاین NEON/SIMD و یک کش L2 را به اشتراک گذاشته‌اند. منطق کوالکام در استفاده از این چینش در این گفتار خلاصه شده که در شرایط عادی با فعال بودن تعداد کمتری از رشته‌های پردازشی و درگیری پایین‌تر پردازنده، دسترسی یک هسته تکی به حافظه کش L2 بزرگ‌تر (که تنها بین دو هسته به‌اشتراک گذاشته شده) به عملکرد بهتر و مصرف انرژی بهینه‌تر منجر می‌شود. کوالکام اما حتی با وجود اشاره مستقیم به تأثیر دسترسی به حافظه کش بزرگ‌تر، سایز این حافظه را برای هسته‌های A510 اعلام نکرده؛ سایزی که اگر 512 کیلوبایت نبوده و مثل هسته‌های چهارگانه واقعی Dimensity 9000 نصف آن مقدار یعنی 256 کیلوبایت باشد منطق کوالکام و ابزار تهاجمی آن در مقابل مدیاتک را بی‌ثمر جلوه می‌دهد.

6 مگابایت حافظه کش L3 برای این مجموعه در نظر گرفته شده (8 مگابایت در Dimensity 9000) که کوالکام آن را نتیجه تصمیمی برای متعادل کردن پرفورمنس سیستم در سرتاسر اهداف کاری عنوان کرده است. کش 4 مگابایتی سیستم تغییری نسبت به قبل نکرده و کنترلرهای حافظه 3,200 مگاهرتزی LPDDR5 (کانال‌های چهارگانه 16 بیتی) نیز مشابه گذشته عمل می‌کنند. پردازنده‌ها برای بهبود تأخیر DRAM در تشابه با Snapdragon 888 هنوز به حافظه کش دسترسی ندارند و این در حالی‌ست که با وجود آن‌که Dimensity 9000 به‌احتمال فراوان در زمینه تأخیر DRAM در جایگاه پایین‌تری نسبت به رقیب قرار می‌گیرد اما در عوض از 14 مگابایت حافظه کش به‌اشتراک گذاشته شده با پردازنده‌ها برخوردار است که نسبت به 6 مگابایت Snapdragon 8 Gen 1، تفاوت بزرگی به حساب می‌آید. البته هنوز برای صحبت در مورد برتری هریک از این دو چیپ‌ست در این زمینه کاملا زود بوده و برای اعلام برنده باید تا ظاهر شدن آن‌ها در دیوایس‌های واقعی به انتظار نشست.

گرافیک

همزمان با تغییر تصمیم کوالکام در نام‌گذاری پلتفرم پردازشی، سیستم نام‌گذاری گرافیک این پروسسور نیز شرایط متفاوتی دارد؛ جایی‌که آن‌چه با عنوان «Qualcomm Adreno GPU» در صفحه مشخصات این چیپ‌ست از آن یاد شده است عملا در منابع دیگر با نام Adreno 730 شناخته می‌شود.

به‌گفته کوالکام، گرافیک جدید حاضر در Snapdragon 8 Gen 1 با وجود آن‌که مشابه نسل قبلی به‌نظر می‌رسد اما تغییرات معماری بزرگی را تجربه کرده که عملکرد و مصرف انرژی آن را بهبود می‌بخشد. از جمله این موارد به بهینه‌سازی پردازش همزمان برای ارتقاء چشمگیر پرفورمنس در هنگام انجام کارهای مختلف در دنیای واقعی اشاره شده که مستقیما در تست‌ها و بنچ‌مارک‌ها ظاهر نمی‌شود. این گرافیک به‌گفته شرکت سازنده 30 درصد پرفورمنس بیشینه سریع‌تری را نسبت به Snapdragon 888 ارائه می‌کند که در صورت معادل‌سازی آن برای یک پرفورمنس یکسان به 25 درصد مصرف انرژی کمتر منجر می‌شود.

با این‌که همچنان نمی‌توان مقایسه مستقیمی را مابین قدرت پردازشی گرافیک جدید Snapdragon 8 Gen 1 با گرافیک 10 هسته Mali-G710 حاضر در Dimensity 9000 انجام داد اما حداقل از روی اعداد و ارقام اعلام شده از سوی کوالکام و مدیاتک، کفه ترازو به‌خصوص در زمینه مصرف انرژی تا حدودی به سمت دومی سنگینی می‌کند؛ جایی‌که در توصیف گرافیک Dimensity 9000 از 35 درصد پرفورمنس بهتر و 60 درصد بهبود مصرف انرژی در مقایسه با «پرچمداران اندرویدی» سخن به میان آمده که احتمالا منظور از این پرچمداران اندرویدی همان Snapdragon 888 است. 60 درصد بهبود مصرف انرژی اشاره شده در این قسمت در مقایسه با تنها 25 درصد در Snapdragon 8 Gen 1 به احتمال فراوان به برتری لیتوگرافی 4 نانومتری TSMC در مقایسه با معماری مشابه سامسونگ در محصول کوالکام اشاره دارد.

کوالکام در این قسمت از ویژگی‌های جدید Elite Gaming مرتبط با بازی سخن به میان آورده که یکی از آن‌ها دست توسعه‌دهنده‌گان را در ایجاد تعادل مابین عملکرد و مصرف انرژی باز گذاشته، دیگری با نام Adreno Frame Motion Engine امکان رندر کردن بازی‌ها با دو برابر نرخ فریم بیشتر با مصرف انرژی یکسان (یا حفظ فریم در ثانیه با نصف کردن مصرف انرژی) را فراهم می‌کند و Volumetric Rendering نیز تغییراتی را در افکت‌های نوری در سطح «گرافیک‌های دسک‌تاپی» به‌وجود می‌آورد. گزینه Variable Rate Shading Pro یا VRS مبتنی بر تصویر دیگر نکته جدید این قسمت است که با هدف تلفیق این قابلیت در بازی‌های بیشتر طراحی شده است.

پروسسور سیگنال تصویری (ISP)

وسواس کوالکام در تغییر شیوه نام‌گذاری به ISP یا پروسسور سیگنال تصویری Snapdragon 8 Gen 1 نیز تسری پیدا کرده جایی‌‌که این واحد حیاتی چیپ‌ست نیز تغییر نام داده و Snapdragon Sight نامیده می‌شود. اولین و بزرگ‌ترین گزینه مورد اشاره در مورد این ISP جدید، پشتیبانی آن از عمق رنگ 18 بیتی به‌ازای هر کانال است که نسبت به 14 بیت نسل قبلی تغییر بزرگی به حساب می‌آید. این ارتقاء در حالی صورت می‌پذیرد که حسگرهای تصویری موبایلی امروز هنوز از مبدل‌های آنالوگ به دیجیتال 12 بیتی بهره می‌برند اما با حضور تکنینک‌های جدید HDR (نظیر Staggered HDR حاضر در سنسور 200 مگاپیکسلی ISOCELL HP1 شرکت سامسونگ که در آن خوانش‌های مرتبط با موقعیت‌های نورگیری متفاوت پشت سر هم یکی پس از دیگری از سنسور به‌دست می‌آیند) این شرایط تغییر کرده و گوشی‌های جدید پس از برداشت کاملا سریع‌تر تصاویر و ترکیب مجدد آن‌ها می‌توانند به نتایجی با عمق بیت بالاتر دست پیدا کنند.

پروسسور سیگنال تصویری جدید کوالکامهمچنان یک سیستم ISP سه‌گانه محسوب می‌شود که 4,096 بار اطلاعات دوربین بیشتری را دریافت کرده و چهار پله اضافی طیف دینامیکی فعال (dynamic range) برای پوشش قسمت‌های بسیار روشن تا بسیار تیره دارد. این ISP می‌تواند پس از برداشت 240 عکس 12 مگاپیکسلی آن‌ها را در یک تصویر با عمق بیت متفاوت تلفیق کند و به‌لطف توان خروجی 3.2 گیگاپیکسلی، همزمان با برداشت ویدئوی HDR با وضوح 8K، عکس‌های 64 مگاپیکسلی نیز برداشت کند.

یک نکته قابل توجه در این قسمت این است که با وجود آن‌که خروجی 3.2 گیگاپیکسل بر ثانیه Snapdragon 8 Gen 1 نسبت به 9 گیگاپیکسل بر ثانیه در Dimensity 9000 رقم بسیار کمتری به‌حساب می‌آید اما این احتمال نیز وجود دارد که کوالکام و مدیاتک از معیارهای متفاوتی برای این اندازه‌گیری استفاده کرده باشند جایی‌که مدیاتک خروجی پیکسل‌های سنسور با عمق بیت کمتر در هر فریم را محاسبه کرده و کوالکام پیکسل‌های با عمق بیت کامل از خود ISP را مد نظر داشته باشد. این مجموعه از ویدئوی +8K HDR10 و عکاسی 18 بیتی RAW (طبیعتا به‌شرط پشتیبانی شدن در سخت‌افزار دوربین) نیز پشتیبانی می‌کند. این ISP همچنان از دیکود (پخش محتوا) AV1 پشتیبانی نمی‌کند و این در حالی‌که گوگل و یوتوب در پیشبرد AV1 فعالانه به‌سمت جلو حرکت می‌کنند و نرخ پذیرش آن در پلتفرم‌های بزرگی مثل نت‌فلیکس کاملا رو به افزایش است، نکته منفی بزرگی برای کوالکام به حساب می‌آید.

محصول جدید کوالکام همچنین از dark mode بهتری نیز بهره می‌برد جایی‌که برخلاف Snapdragon 888 که تنها از 6 عکس برای تشکیل یک عکس در محیط تاریک استفاده می‌‌کرد، این تعداد در Snapdragon 8 Gen 1 به 30 عکس افزایش پیدا کرده است. به‌لطف هوش مصنوعی یا AI، بهینه‌سازی‌های دیگری نیز در این زمینه رخ داده که از آن جمله باید به تغییرات در نورگیری خودکار، فوکوس اتوماتیک، تکنولوژی خودکار تشخیص چهره، موتور بوکه اختصاصی (برای افزودن افکت پرتره در ویدئوهای 4K، چیزی مشابه Cinematic mode در خانواده آیفون 13 اما در وضوح بالاتر از 1080p) و بالاخره موتور اولتراواید اشاره کرد که این آخری برای تصحیح خمیدگی‌ها و انحرافات رنگی در دوربین اولتراواید به‌کار می‌آید.

کوالکام همچنین از یک ISP چهارم در Snapdragon 8 Gen 1 استفاده کرده که برخلاف ISP سه‌گانه اصلی برای تغذیه دوربین همواره روشن دستگاه به‌کار می‌رود. ایده دوربین همواره روشن که کوالکام به استقبال توسعه‌دهنده‌گان به آن امید بسیاری بسته است برای مواردی مثل خاموش کردن اتوماتیک صفحه‌نمایش دستگاه هنگام قرارگیری گوشی به پشت یا شناسایی افراد دیگری که به صفحه‌نمایش گوشی چشم دوخته‌اند به‌‌کار می‌رود. این ایده البته بدون نگرانی‌های امنیتی نیز نخواهد بود اما کوالکام با اشاره به این نکته که تمامی اطلاعات به‌دست آمده از این دوربین تنها در خود گوشی ذخیره می‌شوند و استفاده از آن منوط به تأیید کاربران خواهد بود (درست همانند میکروفون همواره فعال برای دسترسی به امکانات دستیار هوشمند صوتی)، این ویژگی را در راستای امنیت بیشتر توصیف می‌کند.

هوش مصنوعی

IP بلاک Hexagon 780 در چیپ‌ست Snapdragon 888، تغییر بزرگی برای پروسسور پرچمدار سال گذشته کوالکام به حساب می‌آمد؛ Snapdragon 8 Gen 1 اما با فاصله گرفتن از یک معماری تفکیک شده DSP/AI (پروسسور سیگنال دیجیتال/هوش مصنوعی)، از یک بلاک منفرد با نام ساده Hexagon استفاده می‌کند که نسل هفتم از موتور هوش مصنوعی کوالکام محسوب شده و همزمان قادر به انجام عملیات عددی، برداری و تنسور خواهد بود. مهم‌ترین تغییر در این مجموعه به‌گفته کوالکام، دو برابر شدن حافظه اشتراکی این بلاک است که عملکرد بهتری را برای مدل‌های یادگیری ماشینی بزرگ‌تر به همراه خواهد داشت.

کوالکام این بار بر خلاف Snapdragon 888 و +Snapdragon 888 که به‌ترتیب از 26 و 32 تریلیون عملیات در هر ثانیه (TOPS) پشتیبانی می‌کردند به رقم TOPS چیپ‌ست جدید خود اشاره‌ای نکرده و از دو برابر شدن توان خروجی تنسور و رقم‌های افزایشی کمتری برای محاسبات عددی و برداری سخن گفته است. کوالکام همچنین بدون اشاره به جزییات، این بلاک را 4 برابر سریع‌تر از نسل قبلی معرفی کرده و میزان بهبود مصرف انرژی در آن را نیز 70 درصد اعلام کرده است.

از دیگر موارد جدید در بخش هوش مصنوعی این چیپ‌ست باید به فیلترهای Leica Leitz Look برای ایجاد افکت‌های بوکه بهتر، پردازش زبان طبیعی مبتنی بر هوش مصنوعی در همکاری با Hugging Face برای تحلیل و اولویت‌بندی نوتیفیکیشن‌ها و عملکرد به‌عنوان دستیار شخصی و تحلیل الگوهای آوایی کاربران در همکاری با Sonde Health برای تشخیص قرارگیری کاربر در معرض خطرات مرتبط با سلامتی از جمله آسم، افسردگی و COVID-19 اشاره کرد.

مودم 5G – وای‌فای و بلوتوث

مودم 5G داخلی Snapdragon 8 Gen 1 یکی دیگر از تغییرات مهم این پروسسور نسبت به گذشته محسوب می‌شود؛ در ساختار این چیپ‌ست از مودم Snapdragon X65 استفاده شده که نزدیک به 9 پیش در فوریه گذشته رونمایی شده بود. این مودم که طبیعتا از هر دو شبکه نسل پنجمی mmWave و sub-6GHz پشتیبانی می‌کند روی کاغذ امکان دسترسی به حداکثر سرعت 10Gbps در دانلود را خواهد داشت و ظاهرا برای اولین بار از تلفیق اپراتوری (CA) در آپلود نیز پشتیبانی می‌کند.

در دیگر زمینه‌های ارتباطی این چیپ‌ست از پشتیبانی از وای‌فای 6 و 6E و بلوتوث 5.2 سخن به میان آمده و آن‌چه Snapdragon Sound Technology خوانده می‌شود با برخورداری از فناوری Qualcomm aptX Lossless Technology امکان استریم صدای اصطلاحا lossless با کیفیت CD را فراهم می‌کند. به‌گفته کوالکام این نخستین پلتفرم موبایلی این شرکت است که از ویژگی‌‌های صوتی بلوتوث LE نظیر broadcast audio (انتشار یک یا چندین استریم صوتی از یک منبع به تعداد بی‌شماری از دریافت‌کنندگان)، ریکورد استریو و آن‌چه کوالکام از آن با نام voice back-channel در بازی یاد می‌کند، پشتیبانی می‌کند.

گزینه‌های امنیتی

افزوده شدن لایه امنیتی جدیدی به نام Trust Management Engine یا TME آخرین نکته مهم قابل اشاره در مورد این مجموعه است که علاوه بر آن‌که اولین پلتفرم موبایلی پشتیبانی‌کننده از استاندارد Android Ready SE نام می‌گیرد، از نگه‌داری ایمن مواردی مثل کلید دیجیتال خودرو، گواهینامه‌های راننندگی، کارت‌های شناسایی و وَلِت‌های پول الکترونیکی نیز پشتیبانی می‌کند. واحد پردازش امن کوالکام (Qualcomm Secure Processing Unit) همچنین از یک سیم‌کارت الکترونیکی داخلی با نام iSIM نیز برخوردار است که با کمک آن می‌توان به‌راحتی و بدون نیاز به سیم‌کارت فیزیکی به شبکه‌های موبایلی (البته در صورت پشتیبانی اپراتور از این ویژگی) متصل شود.

انتظار برای دیدن نخستین پرچمداران مجهز به پلتفرم موبایلی Snapdragon 8 Gen 1 چندان طولانی نخواهد بود چرا که ظاهرا اولین گوشی‌های دارای این چیپ‌ست تا قبل از پایان سال جاری میلادی معرفی خواهند شد و Motorola Edge X30 ظاهرا اولین دیوایس قابل اشاره در این زمینه خواهد بود.