Contenu
- Aperçu des spécifications
- Les processeurs tri-cluster se généralisent
- Le jeu passe à la vitesse supérieure
- Améliorations de l'IA
- Lequel est le plus rapide?
- Écoutez Gary Sims discuter des différences sur le podcast
Trois grands concepteurs de SoC de smartphones ont maintenant détaillé leurs conceptions de prochaine génération, qui alimenteront les smartphones tout au long de 2019. Huawei était le premier à utiliser son Kirin 980, équipant déjà la série Huawei Mate 20. Samsung a ensuite annoncé son Exynos 9820. Désormais, Qualcomm vient d’annoncer le Snapdragon 855.
Comme d’habitude, une sélection d’améliorations des performances est proposée dans les départements CPU et GPU. Nous nous concentrons également sur les capacités de traitement "IA" et une connectivité 4G LTE plus rapide, mais pas de puce 5G prête à l'emploi sur le marché pour l'instant. Si vous songez à acheter un smartphone onéreux l’année prochaine, voici tout ce que vous devez savoir sur les chipsets qui les alimenteront.
Aperçu des spécifications
Ces puces hautes performances utilisent toutes de nouvelles technologies. Il existe les dernières conceptions de processeurs personnalisés et d'armements, de composants GPU plus récents, de silicium d'apprentissage machine renforcé et de modems LTE plus rapides. Samsung et Qualcomm sont en tête du secteur avec des puces LTE de 2 Gbps utilisant les technologies d'agrégation de transporteurs de masse, qui devraient offrir des améliorations de connectivité au bord des cellules et dans des zones denses sur le Kirin 980. Le support multimédia continue de progresser, avec du contenu HDR et même du contenu 8K support apparaissant à la fois dans les puces Exynos et Snapdragon et support matériel pour les codecs H.265 et VP9 pour une meilleure efficacité.
Notamment, les modems 5G sont absents de ces trois puces de nouvelle génération, ce qui peut paraître étrange compte tenu de la poussée que certains opérateurs et constructeurs envisagent pour la 5G en 2019. Toutefois, les trois puces prennent en charge la 5G via des modems externes, ce qui en fait un option facultative pour les appareils introduisant le support au début.
Huawei et Qualcomm utilisent maintenant la technologie TSMC 7 nm, tandis que Samsung suit de près son propre processus 8 nm.
La course à 7 milles a été beaucoup plus compliquée. Huawei en a fait un élément clé de l’annonce de son Kirin 980, ce qui a incité Qualcomm à déclarer qu’il construirait également sa puce de nouvelle génération sur le procédé 7 nm de TSMC. Le secteur de la téléphonie mobile est déjà en train de passer rapidement de 10 nm à la recherche d’une efficacité énergétique et d’une empreinte de silicium plus petite. Pour nous les consommateurs, les puces de 7 nm devraient signifier une plus grande autonomie de la batterie et des appareils plus performants.
L’utilisation par Samsung de son noeud interne 8 nm suggère que sa propre technologie 7 nm n’est pas tout à fait prête pour la production de masse. Samsung s'attend à une légère amélioration de la consommation d'énergie de 10% entre ses processus 10 nm et 8 nm. Dans le même temps, TSMC affiche une amélioration de 30 à 40% avec son propre mouvement de 10 à 7 nm - nettement plus précis si précis. Bien entendu, d’autres facteurs détermineront la consommation finale, mais la puce de Samsung pourrait bien être légèrement désavantagée ici.
Les processeurs tri-cluster se généralisent
La conception des processeurs SoC pour smartphone est actuellement plus intéressante et variée qu’elle ne l’a été depuis longtemps. Les octa-core actuels s’efforcent de concevoir des grappes innovantes et plus efficaces, composées de cœurs de processeur plus diversifiés et plus personnalisés que jamais. big.LITTLE a cédé la place à gros, moyen, petit, avec Cortex-A76, A75, A55, et Samsung continue d'introduire une conception fortement personnalisée dans le mélange.
Les clusters de processeurs 2 + 2 + 4 avec un cache L3 partagé sont les agrafes du design de Huawei et de Samsung. Cette transition d'un design 4 + 4 vers un tri-cluster est plus optimale pour des performances de pointe soutenues dans un facteur de forme de smartphone et devrait également améliorer l'efficacité énergétique. Le Snapdragon 855 va encore plus loin dans cette philosophie, avec une conception de processeur à 1 + 3 + 4.Le noyau «principal» du Snapdragon 855 bénéficie du double du cache L2 et d’une vitesse d’horloge supérieure à celle des trois autres grands cœurs, ce qui en fait le foudroyeur le plus performant lorsque l’on souhaite obtenir des performances maximales à un seul thread.
Huawei et Samsung ont opté pour des processeurs 2 + 2 + 4, alors que Qualcomm a opté pour 1 + 3 + 4. Tous trois visent des performances plus élevées et plus durables.
Alors que Qualcomm et Huawei respectent les noyaux Cortex-A76 dans les grandes et moyennes sections, Samsung opte pour l'ancien Cortex-A75, susceptible d'économiser sur la taille du silicium et potentiellement sur la chaleur. Cela aidera à compenser les énormes cœurs de processeur personnalisés et permettra également de disposer de cœurs de GPU supplémentaires par rapport au Kirin. Samsung a mis en place son propre système de gestion de grappes de type DynamIQ, car Arm ne cédant pas de licence à son unité technologique partagée DynamIQ pour une utilisation avec des conceptions personnalisées de base, nous devrons donc attendre de voir comment toutes ces conceptions gèrent la planification des tâches.
L’autre grande question qui se pose à cette nouvelle génération est de savoir si la conception du processeur personnalisé de quatrième génération de Samsung est plus puissante et aussi économe en énergie que l’Arm Cortex-A76, qui constitue la base du Kirin 980 et qui a été modifiée dans le Snapdragon 855. La troisième génération M3 Core n’était pas aussi bon que le Cortex-A75 de Qualcomm dans le Snapdragon 845, et l’augmentation de 20% des performances et des projections d’efficacité de 40% de Samsung pourraient ne pas suffire à égaliser les chances.
Entre-temps, nous avons déjà constaté que le Kirin 980 excelle à la fois en performances mono et multi-cœurs, dépassant fermement les produits de dernière génération. Le Snapdragon 855 présente quelques différences majeures de conception, mais le potentiel du Cortex-A76 est certainement impressionnant.
Le jeu passe à la vitesse supérieure
Alors que le jeu sur mobile continue de s’emparer d’une part importante du marché mondial, la dernière vague de systèmes sur puce haute performance est une bonne nouvelle. Les Samsung Exynos 9820 et Kirin 980 utilisent tous deux le dernier processeur graphique Bras Mali-G76, qui propulsera les performances de jeu d'un cran majeur.
Alors que le Kirin 980 utilise une configuration à 10 cœurs, à peu près équivalente à un Mali-G72 à 20 cœurs, l’Exynos 9820 offre des performances supplémentaires avec une implémentation Mali-G76 à 12 cœurs. Le chipset de Samsung devrait être le plus performant pour les joueurs, et les repères ci-dessous suggèrent également que c’est le cas de loin.
Cette implémentation comble également le fossé par rapport aux graphiques Adreno de la génération actuelle. Notre expérience pratique avec le Kirin 980 confirme que les performances de jeu sont similaires à celles des téléphones actuels du Snapdragon 845, parfois légèrement en avance, parfois en retard, mais jamais en rupture. Le Snapdragon 855 promet d’ajouter 20 pour cent de plus à la génération actuelle, ce qui lui permet de rester nettement en tête en 2019. Bien que la configuration Mali-G76 MP12 de l’Exynos 9820 confère au Snapdragon 855 un avantage indéniable.
En résumé, les combinés Snapdragon 855 offrent les meilleures performances de jeu cette année, suivis des modèles Exynos 9820, puis Kirin 980. Bien que tous ces SoC soient suffisamment rapides pour offrir une expérience décente sur la plupart des titres mobiles haut de gamme.
Améliorations de l'IA
L'apprentissage automatique, ou intelligence artificielle comme l'appellent certaines personnes, a également connu une nette amélioration des performances sur l'ensemble de ces SoC. Pour la première fois, Samsung prend en charge le matériel d’apprentissage automatique dédié dans son SoC avec une unité de traitement neural (NPU) offrant jusqu’à 7 fois plus de performances que l’Exynos 9810. Huawei a doublé le silicium NPU dans le Kirin 980, ce qui étend les capacités "IA" déjà impressionnantes de la société.
Qualcomm’s Snapdragon supporte depuis longtemps les tâches d’apprentissage automatique, via un mélange hétérogène de CPU, de GPU et de DSP, plutôt qu’avec du matériel d’apprentissage automatique spécifique. Son DSP est conçu pour les calculs rapides et a introduit des extensions pour des opérations spécifiques, mais il n’a jamais été une conception dédiée à l’apprentissage automatique.
Le calcul mathématique du tenseur matriciel de masse est désormais pris en charge matériellement sur ces trois SoC phares.
Cette génération, Qualcomm semble avoir opté pour le type de matériel supplémentaire qu’elle souhaite améliorer les performances de l’apprentissage automatique. L’introduction d’un processeur Tensor dans l’Hexagon 960 devrait réellement contribuer à accélérer les performances du Snapdragon 855 dans diverses applications.
Les performances de l'IA sont notoirement difficiles à mesurer car elles dépendent fortement du type d'algorithme que vous utilisez, du type de données utilisé et des capacités spécifiques de la puce. L’industrie semble avoir opté pour le produit scalaire, la matrice de masse multiple / accumulatrice s’accumulant comme le cas le plus courant d’accélération, et les trois puces offrent un avantage considérable en termes de performances et d’efficacité énergétique pour ce type d’application.
Pour les consommateurs, cela signifie une reconnaissance des objets et du visage plus rapide et plus efficace sur le plan de la batterie, une transcription vocale sur appareil, un traitement des images de qualité supérieure et d'autres applications d '«IA».
Lequel est le plus rapide?
Les appareils enfin entre nos mains, nous avons pu examiner de plus près les différences de performances entre le Snapdragon 855, l’Exynos 9820 et le Kirin 980.
Sur le plan des processeurs, le Snapdragon 855 repousse les limites des performances de manière intéressante, grâce à sa configuration de cœur de processeur unique et à ses vitesses d'horloge légèrement supérieures. Cela prend ce que Huawei a déjà accompli avec le Kirin 980 et pousse l’idée encore plus loin. Cependant, c’est l’Exynos 9820 qui constitue la puce la plus intéressante sur le front du processeur. La quatrième génération de processeurs personnalisés de la société offre un nombre de routines uniques nettement supérieur à la conception basée sur le Cortex-A76 proposée par le Snapdragon 855 et le Kirin 980.
Toutefois, en raison de l’utilisation de deux plus petits noyaux Cortex-A75 pour la gestion multitâche, le chipset ne suit pas le Snapdragon 855 dans les charges de travail multicœurs. Le Kirin 980 arrive toujours juste derrière le Samsung Exynos, en raison de sa vitesse d'horloge globale inférieure à celle de ses concurrents. Le SoC phare de Huawei est toujours très performant, mais la durée de vie de la batterie est clairement une priorité plus importante que la performance brute. On ne peut pas en dire autant du cœur de processeur extrêmement gourmand en énergie et très volumineux de Samsung.
Comme nous l’avons mentionné précédemment, les puces graphiques Adreno 640 du Snapdragon 855 possèdent la plus grande puissance de processeur de ces puces. Le GPU dépasse largement les bras Mali-G76 de ses rivaux dans 3DMark et remporte également la plupart des tests GFXBench (un peu plus à ce sujet dans un instant). Malheureusement pour Huawei, l’implémentation Mali-G76 des 10 pilotes de la Kirin 980 est bien inférieure à celle de ses rivales et entraînera un ralentissement de la vitesse de défilement des titres. Sa performance se situe quelque part autour des marques phares Exynos et Snapdragon de l’année dernière. Ce n'est pas lent, mais cela n'offrira pas une performance à la pointe de la technologie.
Avant de fermer leurs portes, les combinés Exynos Galaxy S10 sont devenus nettement plus chauds que son rival lors de l’analyse comparative. Nous avons également procédé à des tests de performance durables sur les puces. Les résultats ne sont pas très encourageants pour l’Exynos 9820, qui ralentit nettement ses performances plus tôt que ses concurrents. Ainsi, bien que le MP12 Mali-G76 d’Exynos fournisse un essai rapide à l’Adreno 640, le Snapdragon 855 offrira de bien meilleures performances que celles obtenues au cours d’une session de jeu modérée.
Il ne faut que 9 minutes environ avant qu'Exynos 9820 réduise ses performances de près de 16%. Le Kirin 980 de Huawei avec une configuration Mali-G76 MP10 plus petite maintient ses performances pendant environ 15 minutes. Pendant ce temps, le Snapdragon 855 de Qualcomm parvient à maintenir une performance très constante dans ce repère pendant environ 19 minutes. Ici, l’Exynos 9820 voit une deuxième baisse de performance. En termes de pourcentage, le Snapdragon 855 ralentit au maximum 31% de ses performances, avec une chute moyenne de 27%. En revanche, l’Exynos 9820 cède jusqu’à 46%, avec une chute moyenne de 37%. La puce de Samsung est trop chaude pour conserver son potentiel de performances maximum.
En termes de fonctionnalités, Qualcomm ajoute autant de figurants que vous le souhaitez dans son SoC. Support LTE ultra rapide, prise en charge 5G si vous le souhaitez, charge rapide, je ne suis pas tout à fait convaincu que la prise en charge vidéo 8K est vraiment tout ce dont les smartphones auront besoin de sitôt, mais nous avons également des cadences plus élevées pour les résolutions plus basses, ce qui est génial. L’Exynos de Samsung propose une gamme similaire de fonctionnalités et un modem LTE ultra-rapide. Le Kirin 980 est également bien couvert et peut prendre en charge les modems 5G pour les smartphones 2019 haut de gamme.
LIS: Les meilleurs processeurs smartphone de milieu de gamme de 2019
Pour les joueurs, le noyau graphique Adreno 640 de Qualcomm est en tête du classement. Pour la plupart des applications, le Mali-G76 d’Armen est plus que suffisamment rapide, mais ceux qui recherchent des performances extrêmes, haut de gamme, voudront peut-être opter pour un combiné alimenté par Snapdragon l’année prochaine.
Globalement, toutes ces puces sont très impressionnantes et vont pousser les performances, et plus important encore, l'efficacité énergétique à un autre niveau. Le passage à 7 nm, ou 8 nm dans le cas de Samsung, est une bonne nouvelle pour la vie de la batterie, sinon rien. De plus, nous entrons dans une ère de conception de grappes de CPU et de capacités d’apprentissage machine uniques et intéressantes. La technologie SoC des smartphones continue d'innover à un rythme impressionnant.
