HW novinky: CES ve znamení ARM

11. 1. 2013 | David Ježek | Hardware | 3484×

Na frontě x86 je klid, to víme. AMD sice trochu rozvířila vody, ale faktem je, že letošní CES patřil (a ještě dnes patří) zejména ARMům. Procesorům ARM i zařízením s ARMy uvnitř. Tak se na tři nejzajímavější ARM SoC, které budou udávat tep tohoto roku, podrobněji podívejme…

Obsah

• „Konzervativní“ 4core ARM: Qualcomm SnapDragon 800
• Nvidia Tegra 4 SoC: 4+1core ARM již podruhé
• Samsung jde nejdál: 4+4core ARM Exynos 5 Octa

„Konzervativní“ 4core ARM: Qualcomm SnapDragon 800

Dát slova „konzervativní“ a „4core“ do jedné věty mohlo být divné leda tak v minulém roce. Respektive do příchodu SoC Nvidia Tegra 3, které vedle čtyř výkonných ARM jader přidalo ještě páté pro klidový běh, kdy uživatel nevyžaduje nic složitého (hraní apod.). Ze tří velkých novinek je Qualcomm jediným, kdo se i letos drží konceptu „dej tak 4 jádra a budeš king“. Nepochybuji ani na vteřinu o tom, že to bude plně dostačovat, ale budoucnost směřuje již jinam.

Každopádně Snapdragon 800 je nové quad-core SoC postavené na čtveřici Cortexů taktovaných až na 2,3 GHz, které doprovází GPU jádro Adreno 330, u nějž Qualcomm udává přítomnost patentované technologie Flex Render Technology. LPDDR3 paměti s maximálním taktem 800 MHz se připojují po 2×32bitové sběrnici, podporováno je 4k video až do 4096×2304, a to jak přehrávání, tak záznam. SoC podporuje až 4 digitální kamerky, 3D záznam a dokáže zpracovávat fotky až do celkové velikosti 55 Mpix (spojování dílčích snímků dohromady). Z komunikačních částí je zde samozřejmě vše obvyklé, včetně 4G LTE.

Vedle Snapdragonu 800 uvedl Qualcomm i Snapdragon 600. Ten nese pomalejší 1,9GHz čtyřjádro a GPU Adreno 320 s polovičním výkonem oproti Adreno 330. Ale i tak budou grafické operace oproti dosavadní genraci Snapdragon S4 Pro rychlejší až 3×. Produkty využívající Snapdragon 600 se objeví na trhu již na jaře, ty se Snapdragonem 800 až v létě. Výroba SoC je samozřejmě realizována 28nm technologií.

Nvidia Tegra 4 SoC: 4+1core ARM již podruhé

Popravdě, již nyní před koncem CESu, si dovolím říci, že Nvidia byla jedním ze zlatých hřebů celé akce. Uvedení Tegra 4 SoC se zhostil sám Jen-Hsun Huang, které vedle ní představil i navazující služby Grid (GPU cloud pro vzdálené výpočty předávané právě Tegře 4) a Shield (projekt herního ovladače, do kterého se obsah streamuje z Gridu a vše se zobrazuje až ve 4k na TV).

My se dnes soustředíme právě na Tegru 4, protože na ní bude pochopitelně stavět daleko více produktů než to, co předvedla sama Nvidia.

Srdcem Tegry 4 je opět 4core ARM Cortex A15, tentokrát ale ne 40nm, nýbrž 28nm. Doprovází jej opět úspornější jádro ARM pro klidový běh systému, kdy není vyžadováno příliš CPU či GPU výkonu. Nvidia jej nazývá Battery Saver Core. A jak se na tohoto výrobce sluší, GPU je vytvořené in-house, nikoli licencované od ARMu. Nová verze nabídne nikoli pouhých 12 GPU jader, ale rovnou 72. S ohledem na vyšší počet to vypadá, že tu bude nějaká inspirace Keplerem, ale protože Tegra 3 měla ještě GPU s fixním poměrem pixel:vertex shader jednotek a u ultramobilních čipů nemá unifikace valného smyslu, čekal bych stále ještě totéž, tedy architekturu na úrovni éry DirectX 9. Podrobnosti ale zatím Nvidia neprozradila.

Architektura čipu je uzpůsobena i pro výpočetní fotografii, kdy prakticky žádný snímek ani video nemusí být pořízen standardním slíznutím signálu z kamery, ale díky dnešním vysokorychlostním CMOS čipům může Tegra 4 zpracovat několik různých expozic jdoucích hned po sobě a uživateli vyplivnout rovnou snímek bez přepalů a s prokreslenými stíny – tedy jak fotografie, tak video jsou pořizovány v režimu HDR, ale v tom dobrém slova smyslu, který odpovídá původnímu významu „HDR“, nikoli těm omalovánkám, co Google při zadání HDR obvykle vyplivne.

I Tegra 4 si poradí se 4k videem, ať již s jeho příjmem, nebo výdejem (přehráváním) – ostatně právě to Jen-Hsun Huang osobně demonstroval za asistence 4k televizoru od LG. Volitelně lze zařízení s Tegrou 4 doplnit o přídavný čip Icera i500, který poskytne i 4G/LTE konektivitu, a to velmi rychlou, optimalizovanou.

Tegra 4 představuje výrazný pokrok oproti Tegra 3, ať již co do výkonu, tak i poměru výkon/spotřeba. Čip těží z vyladěného 28nm výrobního procesu HPL u TSMC, a tudíž je velmi úsporný a bude osazován jak do tabletů, tak i do smartphonů. Samozřejmě si ještě musíme počkat, jaká zařízení přijdou na svět, ale osobně na mě Tegra 4 udělala velmi dobrý dojem.

Samsung jde nejdál: 4+4core ARM Exynos 5 Octa

Na tom jednom úsporném jádře v Tegra 3 něco bude. Musíme to prozkoumat. ... takové myšlenky se jistě honily loni hlavou inženýrů v Samsungu a nakonec daly vzniknout něčemu, což by se dalo označit jako „Tegra 3 na steroidech“, nebo spíše „Tegra na pobytu v Pripjati“. Vyrostly jí totiž další tři jádra. Samsungem představený hi-end SoC Exynos 5 Octa totiž nese čtveřici výkonných jader Cortex A15 a čtveřici úsporných ARM big.LITTLE založených na A7.

jádra A15 šlapou na 1,8 GHz, A7 na 1,2 GHz. Výroba je, jak jinak, 28nm, a to přímo v továrnách Samsungu. O GPU zatím jihokorejský gigant podrobněji nehovořil, ale očekávat lze něco generického z řady Mali T-6xx. Takže ať již bude CPU část stejná nebo výrazně lepší než u Nvidie či Qualcommu, na rozluštění GPU hádanky, která bude hrát u tabletů s vysokým rozlišením v tomto roce významnou roli, si ještě počkáme. Stejně tak jako na cokoli dalšího, souvisejícího třeba s videem a fotkami.

Ač Samsung hovoří o nejvýkonnějším a energeticky nejúspornějším procesoru na světě, je to s ohledem na nedostatek informací prozatím spíše holub na střeše. Holub, který bude nepochybně pohánět spoustu letošních produktů Samsungu.

Co nám z letošních ARMů ještě chybí do skládačky, je nepochybně SoC, které bude Apple osazovat do příští generace smarpthonů, resp. tabletů. Ale Apple si tyto věci řeší na vlastních akcích, nikoli v rámci výstav, kde by se o pozornost médií musel prát s dalšími výrobci z řad svých konkurentů. Já osobně budu zvědav zejména na srovnání provozních parametrů, protože ač všichni výrobci budou svá ARM SoC vyrábět letos 28nm technologií, jistě zde budou viditelné rozdíly. Vyplatí se Applu jeho přechod od Samsungu k TSMC, nebo naopak bude moci Samsung z uvolněných kapacit vytěžit letos něco navíc? To ukáží nadcházející měsíce.

       

Komentáře

[Ovocníček]

Snapdragon 800 nemá v sobě žádné Cortexy, ale jádra Krait (vlastní návrh Qualcommu), a to ve vylepšené verzi ("Krait 400"). Prý tam jsou nějaké věci pro zvýšení výkonu na takt (dtto Krait 300, ale Krati 400 má být ještě o něco vylepšená). Jinak si všimněte, že na takovéhle frekvenci nikdo ani Cortex-A9 nemá, natož A15. A to ani v SoCích pro tablety, zatímco toto je IIRC pro mobily.

Čerpám z: http://www.anandtech.com/show/6568/qualcomm-krait-400-krait-300-snapdragon-800 a http://www.qualcomm.com/media/blog/2013/01/07/snapdragon-800-series-and-600-processors-unveiled

V šestistovce je "Krait 300".

A co se týče toho, že na tom big.little něco bude, tak se obávám, že to něco bude příliš vysoká žravost Cortexu-A15 (projevuje se minimálně u tabletových Exynosů). Podle mě je šikovnější přístup to co dělá Qualcomm (a Intel), tedy odladit jádro tak, aby bylo efektivní i při nízké zátěži a v idle. Podle mě jsou tedy ty "battery saver core" a "big.little" obezlička. Neříkám, že to v praxi nemůže dobře fungovat, ale řešení je to humpolácké.

Jinak si myslím, že navzdory vašemu hodnocení bude mít zase největší úspěch Qualcomm se Snapdragonem. I když vám možná vám přijde nudnější :)

[radix]

Slozitejsi jadra maji proste vyssi zravost. Da se to optimalizovat, ale na uroven jednodussich jader se asi tezko dostanete. Udelal to tak i Intel, proto Atom neni nejake tezce orezany Core, ale architektura zalozena na nejakem prehistorickem Pentiu I.

Usporne jadro v Tegra 3 jsem povazoval za urcene jen pro napriklad uspany telefon, kdy bezi jen procesy na pozadi apod. Architektura big.LITTLE mne ale prijde, ze miri vys - ctyrjadro A7 bude asi vyuzivano i pri normalni praci s telefonem, ctyrjadro A15 jen pri vysoke zatezi. To je docela zajimavy posun. Jsem zvedavy, jak to bude fungovat v praxi.

Zajimalo by me, jaky overhead ma presunovani threadu mezi jadry big a LITTLE. Vzhledem k peknemu mapovani jader 1:1 by to snad slo i docela pekne optimalizovat.

Taky by bylo zajimave vedet, jestli je vzdy aktivni jedno nebo druhe ctyrjadro nebo lze jadra kombinovat - napr. jede 1 jadro A15 a dve A7. Jak by si s timto vlastne poradil planovac?

[lertimir]

Je zajímavé, že do tohoto úsporného designu procesorů pro mobily nevstoupili designeři se starými RISC procesory. Kdysi dávno v mé první unixové stanici tikal Riscový SPARC, který měl tuším jen něco přes milion tranzistorů, podobně na tom byly riscy od MIPS. RISC chápu jako velmi silnou optimalizaci na účnnost naproti tomu obrovské instrukční sady současných CISC procesorů jsou pro získání výkonu pomocí paralelizace.

[standa]

"Starší obchodní název architektury ARM je Advanced RISC Machine, původní název je Acorn RISC Machine."

V kapesních počítačích se odjakživa používají RISCové procesory. Dřív je dokonce v licenci vyráběl i intel (intel XScale) :D Akorát poslední dobou se to nějak zvrhlo v honbu za výkonem, tak se na spotřebu kouká jen okrajově. Čim víc jader, tim víc android.

[Ovocníček]

Jinak MIPS to pořád zkouší (mají port Androidu), ale kromě pár čínských tabletů to zatím nikam nedotáhli. MIPS je čistější RISC, takže žádné vykonávání out-of-order. Pro obecné použití typu PC to IMHO není ideální - a současné chytré telefony a tablety se už spíš v tomto ohledu podle mě chovají jako PC, takže ARM/x86 mají výkonnostní výhodu.

U tohohle masového použití s binární distribucí softu zkrátka platí, že procesor musí umět být rychlý i bez pomoci kompilátoru, byť to vyžaduje tranzistory navíc.

[alkoholik]

V clancich na netu je jasne napsane, ze jsou to dva clustery po 4 jadrech, ktere nemohou bezet zaroven.

[Ovocníček]

Přesně tak. Uživatel má vždy k dispozici jenom 4 jádra.

[Ovocníček]

Atom není založený na Pentiu, je (byl...) to novej design, zaměřenej na co nejmenší potřebu. (Však taky kdyby jste do Pentia přidali 64bitovej režim, SSE1-SSSE3 a HT, tak vám z toho něco úplně novýho vyjde.) Právě že dneska Intel směřuje k tomu, aby v mírné zátěži to Core mělo stejně mrzkou spotřebu, jako ten Atom - jsou různé fígle, které mohou spotřebu v idle hodně potlačit.A zároveň Core práci odvede mnohem ryhcleji, takže může větší část provozu prospat v C stavech.

A naopak, Intel dnes tlačí Core (Ivy Bridge, Haswell) do čím dál nižších TDP. Ivy Brigde se teď dělá s TDP 13 W (a BIOS to může za cenu výkonu omezit na 7), Haswell bude s 10W TDP.

[alkoholik]

Puvodni Atom neni out-of-order, takze "novej design" skutecne moc neodpovida.
Ale se starym jadrem z Pentia se kolega nejspis spletl. To Intel pouzil v Xeon Phi.

[Ovocníček]

I novej design může být in-order. Pokud si inženýři usmyslí, že jim to ušetří plochu čipu a/nebo spotřebu...

Že je to míň sofistikovaný a brzdí to výkon je jiná strana mince, ale ne jediná.

On i v tom Phi to bude nový návrh (knowhow pokročilo, systém, v kterém se to nachází je úplně jinej, výrobní proces je taky plně jinde), i když ta architektura je koncepčně třeba převzatá. Už jenom proto, že většinu (nebo aspoň stěžejní) toho čipu tvoří SIMD jednotka, která samozřejmě v Pentiu nebyla (a to, co bylo v Pentiu MMX odtuď naopak vykopli). Nemluvě o podpoře x86-64, lol.

[Honz]

Tne Ocet vypadá moc zajímavě...

[JZD]

Překlep "s eobjeví".

[David Watzke]

Díky, opraveno.