Ima li Googleov novi Tensor čip ono što je potrebno kako bi se natjecao s Qualcommovim Snapdragon 888 i Exynos 2100 čipovima?
Google je na svoje nove Pixel 6 pametne telefone odlučio staviti novi Tensor SoC, ne bi li tako pokušao stati na kraj dominaciji Qualcommovog Snapdragon 888 procesora, koji se nalazi na ogromnom broju pametnih telefona s Android predznakom. Može li u tome uspjeti? Što je s konkurencijom iz protivničkog tabora, odnosno iz Applea? Hoće li Tensor zaista biti nešto izvanredno, kako se govori već nekoliko mjeseci?
Google je mogao kupiti skupove čipova od dugogodišnjeg partnera Qualcomma ili čak kupiti model Exynos od svojih novih prijatelja iz Samsunga. Ali to ne bi bilo ni približno zabavno. Umjesto toga, tvrtka je surađivala sa Samsungom na razvoju vlastitog čipseta koristeći kombinaciju standardnih komponenti i malo vlastitog silicija za strojno učenje (ML).
Ono što se moglo saznati iz velikih izvora informacija, Google Tensor SoC za Pixel 6 izgledat će malo drugačije od ostalih vodećih čipseta na tržištu. Iako je još rano za benchmark i ostala mjerenja, možemo ga usporediti s ostalim vodećim procesorima za pametne telefone na tržištu. S obzirom na to, kako Tensor stoji?
Usporedba: Google Tensor, Snapdragon 888 i Exynos 2100
| Procesori | Google Tensor | Qualcomm Snapdragon 888 | Exynos 2100 |
| Središnje upravljačke jedinice | 2x Arm Cortex-X1 (2.80GHz)
2x Arm Cortex-A76 (2.25GHz)  4x Arm Cortex-A55 (1.80GHz) |
1x Arm Cortex-X1 (2.84GHz)
3x Arm Cortex-A78 (2.4GHz) 4x Arm Cortex-A55 (1.8GHz) |
1x Arm Cortex-X1 (2.90GHz)
3x Arm Cortex-A78 (2.8GHz) 4x Arm Cortex-A55 (2.2GHz) |
| Grafički ko-procesori | Arm Mali-G78 (854MHz) | Adreno 660 | Arm Mali-G78 MP14 (854MHz) |
| Radna memorija | LPDDR5 | LPDDR5 | LPDDR5 |
| Dekoder medijskog sadržaja | H.264, H.265, VP9, AV1 | H.264, H.265, VP9 | H.264, H.265, VP9, AV1 |
| Modem | 4G LTE
5G sub-6Ghz & mmWave 7.35Gbps brzina skidanja 3.6Gbps brzina učitavanja (integriran Exynos 5123) |
4G LTE
5G sub-6Ghz & mmWave 7.5Gbps brzina skidanja 3Gbps brzina učitavanja (integrirani Snapdragon X60) |
4G LTE
5G sub-6Ghz & mmWave 7.35Gbps brzina skidanja 3.6Gbps brzina učitavanja (integrirani Exynos 5123) |
| Arhitektura | 5 nm | 5 nm | 5 nm |
Kao što bismo i očekivali s obzirom na prirodu njihovog odnosa, Googleov Tensor SoC uvelike se oslanja na Samsungovu tehnologiju koja se nalazi u njegovu najnovijem Exynos procesoru. Prema izvješću, postavljanje modema i GPU-a izravno su posuđeni iz Exynosa 2100, a sličnosti se protežu do slične hardverske podrške za dekodiranje AV1 medija. Ako postavka grafičkog ko-procesora zaista odgovara Samsungovom Exynos 2100, tada će Pixel 6 biti i pristojan telefon za igranje igara na najvišim detaljima, iako još uvijek nekoliko nijansi iza grafičkih mogućnosti Snapdragona 888. Ipak, to će biti olakšanje za one koji se nadaju da će Pixel 6 imati više nego dobre performanse za najteže i najzahtjevnije aplikacije, kao što su najnoviji igraći naslovi. Međutim, očekujemo da će Tensor Processing Unit (TPU) ili procesna jedinica čipa ponuditi još konkurentnije strojno učenje, kao i dodatne mogućnosti umjetne inteligencije.
Googleovo postavljanje 2+2+4 u pogledu procesne jedinice podosta je neobičan i dosad je izazvao čuđenje kod mnoštva stručnjaka. Ovo svakako treba detaljnije istražiti, ali istaknuta je točka da bi dva snažna CPU-a Cortex-X1 trebala dati Google Tensor SoC-u više snage i moći po jednoj jezgri, s time da starija jezgra Cortex-A76 može značiti da bi procesor bio slabiji za ”multitasking”. Ovo je svakako zanimljiva kombinacija, koja seže do Samsungovih zloslutnih procesora zasnovanih na tzv. Moongoose jezgrama. Međutim, postoje mnoga pitanja na koja treba odgovoriti, kao što su pitanja o snazi i toplinskoj učinkovitosti ovog dizajna.
Na papiru, Google Tensor procesor i Pixel 6 serija izgledaju vrlo konkurentni s Exynos 2100 i Snapdragon 888. Zasad stvari izgledaju vrlo dobro.
Dizajn Tensor SoC-a
Zašto je Google na svoj Tensor SoC odlučio implementirati Cortex ARM A-76 jezgre, koje datiraju iz 2018. godine? Zbog uštede energije, prostora i mogućnostima zagrijavanja.
Istraživanja pokazuju da Cortex-A76 je manji dimenzijom i manje snage od novijih Cortex-A77 i A78 s obzirom na istu brzinu takta i proizvodni proces (ISO-usporedba). Ovaj primjer je na 7nm, ali Samsung već neko vrijeme koristi ARM Cortex-A76 na 5 nm. Ako želite brojeve, Cortex-A77 je 17% veći od A76, dok je A78 samo 5% manji od A77. Slično, Arm je samo uspio smanjiti potrošnju energije za 4% između A77 i A78, ostavljajući A76 kao manji, manji izbor snage.
Kompromis je u tome što Cortex-A76 pruža dosta slabije performanse. Kombinirajući Arm-ove brojeve, tvrtka je uspjela postići 20% mikro-arhitektonskog dobitka između A77 i A76, te dodatnih 7% u procesu sličnog poput prelaska na A78. Kao rezultat toga, zadaci s više niti mogu se odvijati sporije na Pixelu 6 nego njegovi konkurenti Snapdragon 888, iako to naravno puno ovisi o točnom radnom opterećenju. S dva jezgra Cortex-X1 za visoke zahtjeve, Google se može uvjeriti da njegov čip ima pravu mješavinu najveće snage i učinkovitosti.
Ovo je ključna točka: izbor starijih Cortex-A76 neraskidivo je povezan s Googleovom željom za dvije CPU jezgre Cortex-X1 visokih performansi. Na dizajn CPU-a mobilnog procesora može se utrošiti samo toliko prostora, snage i topline, a dva Cortex-X1 guraju ove granice. Odabir manjih jezgri manje snage otvara dodatne mogućnosti u pogledu silicija, energije i topline čipa za te veće komponente. Alternativno, moglo bi se reći da odabir dvije Cortex-X1 CPU jezgre prisiljava Google na usvajanje dvije manje jezgre srednjeg ranga manje snage. No, zašto bi Google želio dva Cortex-X1 kada su Qualcomm i Samsung zadovoljni i vrlo dobro rade sa samo jednim?
Osim jasnog poboljšanja performansi rada jedne jezgre, jezgra je 23% brža od A78, Cortex-X1 je ML-ov glavni pokretač. Strojno učenje, kao što znamo, veliki je dio Googleovih ciljeva dizajna za ovaj prilagođeni silicij. Cortex-X1 pruža dvostruke mogućnosti strojnog učenja za umanjivanje broja Cortex-A78 korištenjem veće predmemorije i udvostručuje SIMD propusnost instrukcija s pomičnim zarezom.
Drugim riječima, Google trguje općim više-jezgrenim performansama u zamjenu za dvije Cortex-X1 koji povećavaju njegove TPU ML sposobnosti. Posebno u slučajevima kada se ne bi isplatilo okretati namjenski ubrzivač strojnog učenja. Iako još ne znamo koliko keša Google namjerava upariti sa svojim CPU jezgrama, što će također promijeniti njihovu izvedbu. Unatoč upotrebi jezgri Cortex-A76, još uvijek postoji potencijalni kompromis s energijom i toplinom.
Testiranje sugerira da je jedna jezgra Cortex-X1 prilično gladna energije i da može imati problema s održavanjem vršnih frekvencija u današnjim vodećim telefonima. Neki telefoni čak izbjegavaju izvršavanje zadataka na X1 radi poboljšanja potrošnje energije. Dvije jezgre udvostručuju problem grijanja i napajanja što znači da treba s oprezom gledati na izjave da će Pixel 6 pametni telefoni biti bolji od konkurencije samo zbog dvije snažne jezgre.
Ipak, može se reći da je s obzirom na to da je Huaweijev Kirin SoC pao u drugi plan, Google Tensor SoC donio prijeko potrebnu svježu krv u utrku procesora pametnih telefona. Zasad, na papiru, bez obzira na sve kompromise, Google Tensor izgleda jednako uvjerljivo kao vodeći Snapdragon 888 i Exynos 2100 procesori.
Piše: Ivan Hečimović
