I chip di punta si comportano male, questo “piatto” non può semplicemente far tornare Samsung

Anche se non sei un appassionato di elettronica di consumo, dovresti conoscere il gambo del “drago di fuoco” negli ultimi due anni.

▲ Immagine tratta da: “Il Trono di Spade”

Il motivo principale è che nelle ultime generazioni di chip di punta Android, il consumo energetico è stato “ribaltato” uno dopo l’altro.Alte prestazioni sono spesso accompagnate da un elevato consumo energetico, che è anche accompagnato da un forte aumento del calore del telefono cellulare.

Questo porta un vantaggio e uno svantaggio. Il vantaggio è che i produttori ottengono livelli sempre più elevati di “dissipazione del calore”, mentre lo svantaggio è che l’ottimizzazione del chip sta diventando più conservativa, così come una parete di controllo della temperatura più bassa.

Sotto la continua compressione ad alte prestazioni (come l’esecuzione di “Yuan Shen”), fondamentalmente in 10 ~ 15 minuti, i prodotti ridurranno attivamente la frequenza del super core del chip. Se la temperatura è ancora alta, il prossimo limite è il grande nucleo.

D’altra parte, utilizzando chip di punta con tecnologia più avanzata, in condizioni quotidiane, dovrebbe esserci un miglioramento della durata della batteria.

Tuttavia, durante l’uso, il miglioramento della durata della batteria è “l’acqua spruzzata”, che ha scarso effetto e dipende dalla ricarica rapida ad alta potenza per continuare la vita.

Inoltre, c’è un altro punto, la recente instabilità del processo a 4 nm nella fonderia di Samsung può essere considerata una ragione. Anche il suo chip di punta Exynos 2200 ha sottoperformato, non intenzionalmente.

Di conseguenza, Qualcomm, che era “profondamente ferito”, ha anche annunciato l’uso del processo a 4 nm di TSMC sul Soc Snapdragon 8+ Gen1 appena annunciato e ha dichiarato direttamente nel PPT che le prestazioni sono state migliorate del 10% e il consumo energetico è stato ridotto del 30%.

Sembra che le scarse prestazioni dei chip di punta di Android siano dovute al fatto che il processo a 4 nm di Samsung è “peccato”, quindi TSMC è un “salvataggio”?

Il 4nm di TSMC è solo una “figura di stoffa”

TSMC e Samsung sono quasi i due maggiori oligarchi nella produzione mondiale di chip di processo avanzati. I due quasi dominano il mercato mondiale dei chip prodotti al di sotto dei 10 nm.

▲ Immagine da: wccftech.com

In pochi anni, dai 10 nm ai 4 nm, e stanno costruendo anche linee di produzione e fonderie a 3 nm, la concorrenza si sta intensificando.

A differenza della fonderia pura di TSMC, Samsung è una società di produzione integrata verticalmente (IDM) che integra chip di progettazione indipendenti, chip di produzione e chip di Exynos.

10 anni fa, Samsung voleva essere un passo avanti rispetto a TSMC e anche il chip A4 di Apple è stato magicamente modificato da Samsung Exynos ed è stato prodotto da esso.

A causa dell’identità speciale di Samsung e del fatto che lo schermo e la memoria dipendono da Samsung, il rischio è troppo alto e Apple ha iniziato a supportare TSMC per trasferire il rischio.

Dopo colpi di scena, TSMC ha costruito una nuova linea di produzione, assegnato un team di professionisti e alla fine ha vinto la fonderia esclusiva del chip A8 di Apple.Insieme alle vendite senza precedenti di iPhone 6 e 6 Plus, TSMC ne ha beneficiato molto.

Successivamente, i chip della serie A di Apple hanno iniziato a essere legati a TSMC e hanno aiutato il suo sviluppo attraverso l’inclinazione delle risorse. Oggi, i chip della serie A e della serie M di Apple sono tutti fonderia di TSMC e sono diventati i clienti con la massima priorità, nessuno di loro.

▲ TSMC e Apple sono profondamente legati Immagine da: appuals.com

Allo stesso tempo, è stato creato il “mito” dell’elevata stabilità della fonderia di chip TSMC.

Sia 5nm che 4nm sono in ritardo rispetto al Samsung di TSMC e non sono scoraggiati, ma hanno uno stallone. Ha annunciato un investimento di 133 trilioni di won (circa 8000 trilioni di yuan), puntando al processo a 3 nm e diventando così il più grande produttore di SoC al mondo.

▲ Immagine da: Samsung

E, abbandonando la tecnologia FinFEET, ma un passo verso la tecnologia a transistor GAAFET, in modo da ottenere il sorpasso di TSMC, il successo o il fallimento è qui.

Tornando al presente, la densità del wafer a 5 nm e 4 nm di Samsung e la stabilità del processo non sono buone come TSMC, quindi c’è davvero un certo divario quando viene restituito al chip di punta.

Il MediaTek Dimensity 9000 all’inizio di quest’anno utilizza il processo a 4 nm di TSMC, il core ultra-large Cortex-X2 (3,05 GHz), il core grande A710 (2,85 GHz) e il core medio A510 (1,8 GHz) nel 1+ 3+4 architettura a tre cluster. ) sono di gran lunga superiori al Qualcomm Snapdragon 8 Gen1.

In teoria, ha prestazioni più elevate e una migliore efficienza energetica, rendendolo un perfetto chip di punta.

Tuttavia, dopo aver atteso qualche mese, quando verranno lanciati i flagship equipaggiati con il Dimensity 9000, le reali prestazioni di efficienza energetica in realtà non sono molto diverse dalla versione Qualcomm.

In questa promozione di alto profilo di Qualcomm, quando lo Snapdragon 8+ Gen1 che utilizza il processo a 4 nm di TSMC avrà prestazioni migliori, in realtà non avevo grandi aspettative.

▲ Dopo il rilascio dello Snapdragon 8+ Gen1, tornerà anche la “Super Cup” di molti produttori e il momento clou sta arrivando.

In vista dell’overclocking completo di Snapdragon 8+ Gen1 (Cortex-X2 3.2GHz + A710 2.75GHz + A510 2.0GHz), le prestazioni assolute saranno migliorate.Per quanto riguarda il miglioramento, dipende dall’adeguamento dei produttori e lo stesso vale per l’efficienza energetica.

In questo modo, la tecnologia di processo a 4 nm di TSMC è più simile a un “panno di fico” per i chip di punta, che copre la nuova architettura della versione pubblica estremamente debole di Arm.

L’architettura della versione pubblica di Arm è il “colpevole”

Negli ultimi dieci anni, Arm ha modificato 9 versioni dell’architettura e l’ultimo Armv9 è un aggiornamento relativamente importante del set di istruzioni.

Con l’aggiornamento del set di istruzioni, Arm ha anche annunciato la versione pubblica dell’IP della CPU, che è il core super large Cortex-X2, il core large (core performance) Cortex-A710 e il mid-core (core performance) Cortex-A510 .

▲ Immagine da: Arm

La versione pubblica dell’architettura della CPU utilizza ancora l’architettura triple-plex, ovvero 1+3+4. È un’evoluzione della precedente architettura big.LITTLE. Lo scopo non è altro che “il giusto nucleo per il giusto lavoro” per migliorare l’efficienza energetica.

L’architettura mista di core grandi e piccoli è ora ampiamente utilizzata nelle CPU desktop e mobili delle architetture X86 e Arm.

▲ Intel 12 adotta anche l’architettura ibrida di P+E.

Versione pubblica di Arm dell’architettura a tre cluster, se ciascuno svolge le proprie funzioni, il super-core X2 fornisce prestazioni assolute, l’A710 a core grande condivide i requisiti di prestazioni quotidiane e l’A510 a core medio completa le attività corrispondenti a basso consumo consumo.

I tre nuclei, ciascuno con il proprio scopo, dovrebbero essere inclini alla progettazione e all’invocazione.

Cortex-X2, che è una versione completamente ottimizzata di X1, raddoppia la cache L3 a 8 MB, aumenta l’area della cache, ottimizza il ritardo di comunicazione e ottiene un miglioramento dell’IPC del 16% (anche prestazioni comprensibili).

▲ Il nucleo super grande è notevolmente migliorato Immagine da: Arm

Dai prodotti successivi, Snapdragon 8Gen1 e Dimensity 9000 hanno prestazioni migliori rispetto allo Snapdragon 888 quando le prestazioni sono completamente accese e il consumo energetico non “esplode”.

È ragionevole scambiare un elevato consumo energetico con prestazioni elevate.

Ma il core grande e il core medio hanno grossi problemi, e sono questi due core con nuovi “nomi” che fanno sì che i chip di punta si muovano frequentemente.

Cortex-A710 non utilizza un’architettura più recente, è ancora l’ottimizzazione del classico A78 e potrebbe essere più preciso chiamarlo A79.

Anandtech ha definito questo nuovo nome “un interessante bocconcino di marketing” e le prestazioni dell’A710 sono evidenti.

▲ Elevato consumo energetico e prestazioni elevate Immagine da: Arm

Su Arm’s PPT, l’A710 ha un miglioramento delle prestazioni del 10%, ottimizzando anche l’efficienza energetica del 30%. Tuttavia, dal punto di vista delle curve, le prestazioni maggiori si trovano per lo più nella parte ad alto consumo energetico, e si ottengono raddoppiando la cache L3 (8MB).

L’ottimizzazione dell’efficienza energetica riduce solo il throughput di distribuzione del core A710 (da 6 a 5), ​​non dall’ottimizzazione dell’architettura.

▲ Non imitare Immagine da: tenore

L’A710 è una versione ottimizzata dell’A78 e l’A78 è una versione overcloccata dell’A77. Per alcuni anni, il team di progettazione del grande core di Arm sta ancora esplorando il potenziale dell’architettura A77, ma dopo che l’A78 ha raggiunto la frequenza del punto debole dell’architettura, il rapporto di efficienza energetica dell’A710 è strepitoso, soprattutto quando il sistema ha bisogno di prestazioni elevate ma non basta passare all’X2 ultra-large Quando si utilizza il core, il consumo energetico decolla direttamente.

Anche Arm utilizza direttamente l’A78 a 4 nm con il core ultra-large X2, che potrebbe avere risultati migliori.

Essendo un grande core, l’A710 ha bisogno di più prestazioni rispetto al design dell’efficienza energetica.Il braccio è nella direzione sbagliata.

▲ A510 di nuova concezione Immagine da: Arm

Relativamente parlando, il cuore del Cortex-A510 è una nuova architettura di design. E a differenza del team di Austin che ha progettato i due core di X2 e A710, è stato progettato dal team di Cambridge.

L’architettura dell’A510 adotta molte idee progettuali innovative, come l’uso dell’”hyper-threading” per condividere la cache L2 e, allo stesso tempo, la larghezza di banda L1, L2 e L3 viene aumentata del doppio rispetto a quella dell’A55, migliorando così prestazioni in virgola mobile del 50% e anche le operazioni su interi hanno un miglioramento del 35%.

Tuttavia, l’A510 utilizza ancora “l’esecuzione sequenziale” piuttosto che l’”esecuzione fuori ordine” dei core ad alta efficienza energetica nei chip della serie A di Apple. Per prevenire la latenza delle istruzioni, il front-end dell’A510 è stato aumentato, la cache è stata raddoppiata e il back-end è stato ampliato.

▲ Un onesto Arm, nota che l’asse verticale è il consumo di energia Immagine da: Arm

Anche l’idea progettuale è relativamente chiara, solo per una migliore “prestazione”. Solo il risultato finale, ma con scarso successo.

Dal PPT di Arm, l’A510 può ottenere prestazioni migliori rispetto all’A55 solo in caso di consumo energetico elevato.

Tuttavia, in termini di basso consumo energetico, che è il fulcro dell’efficienza energetica, è difficile aprire il divario con l’A55 e ci sono anche alcune “reverse”.

▲ Non imitare Immagine da: tenore

Nel complesso, tra le architetture a tre cluster che Arm ha presentato negli ultimi anni, solo il core ultra-large Cortex-X2 è un cambiamento relativamente normale.Il Cortex-A710 a core grande si concentra sull’efficienza energetica, mentre il Cortex-A710 a core medio- L’A510 ha iniziato a concentrarsi sulle massime prestazioni.

La versione pubblica Arm dell’IP della CPU è ancora così, quindi non aspettarti che il chip di punta venga modificato su questa base, quanto possono essere buone le prestazioni.

Se non vuoi abbracciare l’ecosistema delle app a 64 bit delle grandi fabbriche, devi uscire e prendere il “piatto”

Dopo il rilascio di Armv9, il cambiamento più grande è quello di abbandonare completamente le applicazioni a 32 bit e abbracciare completamente le applicazioni a 64 bit.

In altre parole, nell’architettura a tre cluster, in teoria, tutti i core non supportano più applicazioni a 32 bit, ma per l’ambiente applicativo Android nel mercato cinese, Arm ha approvato appositamente i core dell’A710 per essere compatibili con 32-bit applicazioni bit.

Vale a dire, quando apri un’app a 32 bit, costringerà l’A710, un core ad alto consumo energetico, a rimanere attivo, anche se spegni lo schermo per ascoltare una canzone.

In effetti, da Armv8, Arm promuove le applicazioni a 64 bit e il Google Store ha anche stabilito che i nuovi programmi devono supportare le applicazioni a 64 bit nell’agosto 2019.

Tuttavia, molti produttori di app nazionali non hanno apportato miglioramenti: molte app di uso comune, come Alipay, QQ e NetEase Cloud, sono ancora a 32 bit e non è previsto il lancio della versione a 64 bit.

Inoltre, i negozi di software di molti produttori Android nazionali non dispongono di partizioni di app a 64 bit corrispondenti e le app a 32 e 64 bit sono miste.

Tuttavia, OPPO, vivo e Xiaomi hanno già iniziato a rendere popolari le app a 64 bit. La prima fase è limitare le nuove app a 64 bit. Per quanto riguarda le app di uso comune, per il momento non sono state rilasciate misure rilevanti.

Negli ultimi anni, i chip di punta di Android hanno riscontrato spesso problemi.Il motivo principale è che la direzione del design dell’architettura della versione pubblica di Arm viola l’intenzione originale dell’architettura a tre cluster e i produttori nazionali non abbracciano attivamente le app a 64 bit .

Per quanto riguarda che si tratti di TSMC o Samsung, Dimensity o Qualcomm, lato dispositivo, la differenza tra loro è di gran lunga inferiore ai numeri sul PPT.

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