5 октября 2020

Arm Cortex-X1: В погоне за Apple

Весь мир Android сплотился под флагами компании Arm, чтобы сокрушить конкурента! Смогут ли?

Источник изображения: Arm.com

Продвинутые любители Android-смартфонов уже долгое время наблюдают неприятную картину – смартфоны производства Apple демонстрируют лучшую производительность не только при запуске кроссплатформенных игрушек, но и при выполнении самых типичных задач. Такие мысли могут возникнуть, если смотреть на рейтинги синтетических тестов, где в лидерах по производительности на одно ядро надолго поселились Bionic-и. Чужой опыт и рассказы о скорости работы интерфейса, скорости сетевых подключений (и прочем), является вторым источником информации, который помогает принимать решение о покупке, но всегда ли адекватен этот источник? Всяк кулик своё болото хвалит. Остаются тесты, где для Android-девайсов не все так гладко, как хотелось бы:

Да, производители чипсетов для Android-смартфонов могут оправдывать отставание универсальностью своих платформ и глубокой оптимизацией продукции Apple, но пользователи все равно недовольны. Компания Arm, которая лицензирует мобильные чипсеты, в том числе и Apple (но не доводит их до состояния производственных лекал), долго смотрела на это свысока, не вмешиваясь в процесс. Однако, кажется, Apple действительно очень скоро придется пересматривать свои бюджеты, выделенные на разработку новых чипсетов, в сторону прогрессивного увеличения, ведь Arm весной 2020 года запустила программу «Тачку чипсет на прокачку», в оригинале называющуюся «Cortex-X Custom».

Cortex-X Custom

Любая компания-разработчик никогда не выложит все карты на стол, не расскажет все подробности о грядущих новинках. Есть такая пословица: «Хочешь рассмешить Бога? Расскажи ему о своих планах», и она очень уместна, когда мы говорим о разработке. Однако в 2018 году на симпозиуме в Тайбэе представитель Arm поделился с журналистами своим видением развития, и, похоже, оно соответствует реальности:

Дорожная карта Arm до 2022 года, составленная немецкими журналистами со слов представителя Arm. Единственная разница с прогнозом двухлетней давности — переход на техпроцесс 5 нм поизошел на год раньше.

Информацию 2018 года подтверждают буквально позавчера слитые в сеть данные о планах Qualcomm до второго квартала следующего года:

На мутной инсайдерской фотографии видно, что помимо новых чипсетов нижнего и среднего звена конца 2020 года (SDM460 и 662) и начала 2021-го (SDM435G и 735G), в первом квартале 2021-го выйдет новый флагман Qualcomm SDM875G. Нет точных данных, но вероятно, что приставка «G» в названиях чипсетов 2021 будет обозначать поддержку 5G. Примечательно, что средние решения Qualcomm 2021 года, также как и флагманы, будут изготавливаться по техпроцессу 5 нм на фабриках Samsung. Однако вернемся к SDM785G, он интересен тем, что основан на одном (или двух) ядре Arm Cortex-X1, двух ядрах Cortex A-78 и нескольких энергоэффективных серии A-50. Таким образом, SDM785G и его версия Plus станут первыми чипсетами, прошедшими через новую мастерскую Arm. Дело в том, что это действительно своего рода мастерская, потому что ядра Cortex-X1 радикально отличаются от тех, которые идут в массовое производство. Начать стоит с того, что до перехода на техпроцесс 5 нм их изготовление было бы неуместно – они занимают на 15% большую площадь типичного ядра Cortex A-77 (7 нм, одно ядро) и требуют серьезной системы охлаждения. Всему виной раздутый процессорный кэш (3 уровня), новый блок для умного управления увеличившимся кэшем, два дополнительных логических блока для обработки задач с плавающей запятой и так далее.

Сравнение ядер Apple с традиционными A-Cortex

Если говорить о приросте производительности флагманских процессоров 2021 года, в чей состав войдут X-ядра, то он составит 20% по отношению к Cortex A-78 и не менее 30% к А-77.

Очевидно, что компания Arm всеми силами пытается помочь производителям чипсетов в гонке с Apple, как следствие, новый Cortex-X1 (базовые характеристики) становится очень похож на своего конкурента. Особенно интересно будет посмотреть на реализацию новых больших ядер в составе Exynos, не может же так быть, чтобы сапожник остался без сапог (чипсеты Cortex-X1 будут изготавливаться на фабриках Samsung), верно? Очевидно также и то, что кластер из 4 ядер X1 оставит далеко позади не только продукцию Apple, но и некоторые десктопные решения, если его оснастить системой жидкостного охлаждения и не отключать от розетки.

Графическая часть

Помимо процессорной части, существует и графическая, отвечающая за игровую производительность и аппаратное декодирование видео (например, при просмотре YouTube). Недавно мы с вами разговаривали о минимально комфортных видеочипах середины 2020 года, теперь стоит посмотреть на лучшие. Arm стремится предоставить игровую производительность новых видеочипов, которую можно было бы сравнить с игровыми приставками полуторагодичной давности.  Это очень амбициозное заявление было приурочено к началу альфа-теста нового движка CryEngine для мобильных платформ весной этого года. Ближе к зиме начнется ЗБТ (закрытый бета-тест), а в следующем году мир увидят новые игры с отставанием от игровых консолей по качеству картинки всего на 2-2,5 года. В качестве примера будущей красоты была представлена короткометражная сцена, созданная на базе полуфабриката для разработчиков «Neon Noir», которую просчитывал видеочип Arm Mali-G77 MP11 в составе Exynos 990 (Samsung Galaxy S20+):

О видеочипе 2021 года Mali-G78 известно не очень много, только то, что соизволила сообщить сама компания Arm: новый видеочип будет производительнее предшественника на 25% и сможет поддерживать до 24 ядер (то самое «MP» в названии видеочипов, точное количество определяет заказчик, Exynos, MediaTek и др.), хотя и будет основан на старом ядре Valhall. Главной инновацией в Arm Mali-G78 является асинхронный режим работы отдельных ядер видеопроцессора, подобную эволюцию мы с вами наблюдали в стане центральных процессоров несколько лет назад.

Про производительность чипсетов Apple в 2021 году

Вы когда-нибудь пробовали узнать о комплектующих хоть что-то сверх того, что Apple пишет на коробке iPhone? Попробуйте, это интересное и полностью бесперспективное занятие. Примером такого взаимодействия с community может послужить мое обращение в службу поддержки Apple с вопросом о реальной емкости и гарантированном (до выхода из строя или потери значительной емкости) количестве циклов заряда/разряда аккумулятора Apple Watch. Вопрос был задан через web-форму официального интернет-магазина, и спустя всего лишь две недели была получена отписка, увы, не ответ:

Вместо конкретного ответа было рекомендовано заглянуть в инструкцию, чтобы узнать, как посмотреть уровень заряда умных часов. Так что о производительности мобильных чипсетов Apple в 2021 году можно сказать только: «Будет еще лучше, чем раньше, но сейчас еще лучше».

Заключение

Даже по отрывочным данным видно (подсистема кэша процессора, количество логических блоков), что чипсеты Apple значительно отличаются от серийных Arm, выпущенных для Android-смартфонов. Собственная глубокая аппаратная кастомизация помогает прошлогодним чипсетам Apple (А13) практически на равных бороться с более новыми чипсетами лидеров Android-мира. Нельзя говорить о сокрушительном отрыве по производительности, если разница в синтетических тестах между чипсетами составляет всего 6%. Тем более нельзя говорить об отрыве, если создатели бенчмарков не рассказывают, какими именно задачами они нагружают смартфоны и как складывают баллы, например AnTuTu. Более-менее адекватную картину производительности чипсета в реальных задачах показывает прозрачный, как слеза ребенка, бенчмарк Geekbench (из популярных), не устану это повторять. И все-таки на примере готовящегося к производству чипсета Cortex-X1 заметно, что альма-матер всей индустрии компания Arm недовольна выскочкой из Купертино и хочет поднять планку производительности для всех, кто сможет за это заплатить.

Как вы считаете, смогут Qualcomm и Exynos убедительно обогнать по производительности чипсеты Apple A-серии в 2021 году? Или Apple снова всех удивит?

Читайте также