نگاهی عمیق به Snapdragon 8 Gen 2 کوالکام؛ پیشرفته‌ترین تراشه دنیای اندروید

کوالکام پس از مدت‌ها انتظار، بامداد پنج‌شنبه به وقت تهران در مراسمی پردازنده‌ی Snapdragon 8 Gen 2 را برای گوشی‌های هوشمند معرفی کرد. Snapdragon 8 Gen 2 که بر پایه‌ی پلتفرم Snapdragon 8 Gen 1 ساخته شده، جدیدترین پردازنده‌ی کلاس پرچم‌دار کوالکام است و در گوشی‌های رده‌بالای سال ۲۰۲۳ از آن استفاده خواهد شد.

براساس نوشته‌ی Android Authority، جدیدترین پردازنده‌ی رده‌بالای کوالکام تغییرات قابل توجهی در چینش کلاسترهای CPU اعمال می‌کند، به واحد GPU با پشتیبانی از رهگیری پرتو (Ray Tracing) مجهز است و قابلیت‌های صوتی رده‌بالا ارائه می‌دهد.

یکی از مهم‌ترین تغییرات اعمال‌شده در Snapdragon 8 Gen 2 تغییر چینش کلاسترهای پردازنده‌ی مرکزی از ۴+۳+۱ به ۳+۴+۱ است. کوالکام تصمیم گرفته در کلاستر میانی و اصلی از دو هسته‌ی متفاوت CPU بهره بگیرد که شامل دو هسته‌ی جدید Arm Cortex-A715 و دو هسته‌ی قدیمی Cortex-A710 می‌شود. این سبک طراحی امتیاز پردازنده‌ی جدید کوالکام را در بنچمارک‌های چند هسته‌ای بالا می‌برد.

به ادعای کوالکام، دلیل استفاده از دو نوع هسته‌ی Arm Cortex-A715 و Cortex-A710 پشتیبانی از اپلیکیشن‌های قدیمی است. Cortex-A710 آخرین نوع از هسته‌های آرم است که از اپلیکیشن‌های ۳۲ بیتی (AArch32) پشتیبانی می‌کند. تمامی هسته‌هایی که بعد از Cortex-A710 ساخته شده‌اند از نوع ۶۴ بیتی‌اند (AAarch64).

پردازنده‌ی Snapdragon 8 Gen 2 از هسته‌های بهبودیافته‌ی Cortex-A510 به‌عنوان هسته‌های کم‌مصرف خود استفاده می‌کند. این هسته‌ها پنج درصد مصرف انرژی کمتر دارند. کوالکام به‌طور واضح نگفته که Cortex-A510 نیز از AArch32 پشتیبانی می‌کند یا نه، اما به‌نظر می‌رسد این معماری صرفاً تحت پشتیبانی هسته‌های Cortex-A710 است.

پشتیبانی Snapdragon 8 Gen 2 از اپلیکیشن‌های ۳۲ بیتی تأثیر خاصی روی اکثر کاربران نمی‌گذارد، چون با سخت‌گیری‌های چند سال اخیر اکنون تمامی اپلیکیشن‌های مهم از نوع ۶۴ بیتی هستند. گوگل از سال‌ها پیش تمامی توسعه‌دهندگان را مجبور کرده است که اپلیکیشن ۶۴ بیتی بسازند.

Cortex-X3 قوی‌ترین هسته‌ی استفاده‌شده در واحد CPU پردازنده‌ی جدید اسنپدراگون است. کوالکام ادعا می‌کند پرچم‌دار جدیدش ۳۵ درصد قدرت بیشتر دارد و ۴۰ درصد مصرف انرژی‌اش کمتر است. با در نظر گرفتن کاهش یک هسته‌ی کم‌مصرف، ارائه‌ی چنین عملکردی بسیار تحسین‌برانگیز است.

Snapdragon 8 Gen 2 از لیتوگرافی چهار نانومتری TSMC استفاده می‌کند. کوالکام پیش‌تر با سامسونگ همکاری می‌کرد، اما پایین بودن بازدهی خط تولید سامسونگ در نهایت باعث شد سازنده‌ی تراشه‌های اسنپدراگون سراغ TSMC برود. پیش‌تر از لیتوگرافی TSMC در Snapdragon 8 Plus Gen 1 استفاده شده بود.

جدول بالا جزئیاتی کلی درباره‌ی واحد CPU در سیستم-روی-چیپ جدید کوالکام ارائه می‌دهد. هنوز به اطلاعات کامل کش دسترسی نداریم، با این‌وجود کوالکام استفاده از کش اشتراکی پرظرفیت L3 را تأیید کرده است. درحالی‌که کش L3 نسل قبل ۶ مگابایت بود، Snapdragon 8 Gen 2 هشت مگابایت کش L3 دارد. به‌لطف افزایش کش L3 و اضافه شدن یک هسته‌ی میانی به CPU،‌ اسنپدراگون جدید احتمالاً در پردازش‌های سنگین چند تردی عملکرد بسیار خوبی از خود نشان خواهد داد.

یکی از مهم‌ترین تغییرات نسل جدید اسنپدراگون، پشتیبانی سخت‌افزاری از فناوری رهگیری پرتو است. رهگیری پرتو یا پرتویابی، نوعی تکنیک رندرینگ است که رفتار نور را با برخورد آن به اشیاء به‌صورت بی‌درنگ در صحنه مدل‌سازی می‌کند.

کوالکام اولین شرکتی نیست که چنین قابلیتی در پردازنده‌های موبایلی ارائه می‌دهد. تراشه‌ی گرافیکی AMD Xclipse در Samsung Exynos 2200 و Arm Immortalis-G715 در Mediatek Dimensity 9200 نیز به‌صورت سخت‌افزاری از رهگیری پرتو پشتیبانی می‌کنند. تفاوت این است که پردازنده‌‌های کوالکام در تعداد بیشتری از گوشی‌ها استفاده می‌شوند و همین موضوع در نهایت توسعه‌دهندگان را به ساخت بازی‌های موبایلی مبتنی‌بر رهگیری پرتو ترغیب می‌کند.

متأسفانه کوالکام جزئیات واحد گرافیکی Adreno را به‌طور دقیق و فنی اعلام نمی‌کند، بااین‌حال می‌دانیم که Snapdragon 8 Gen 2 به‌لطف بهره‌مندی از BVH، تقاطع پرتوها را پردازش می‌کند و آن‌ها را بسیار واقع‌گرایانه نشان می‌دهد. به‌نظر می‌رسد Snapdragon 8 Gen 2 بهتر از هر تراشه‌ی موبایلی دیگری از رهگیری پرتو پشتیبانی می‌کند. برای نمونه واحد گرافیکی آرم از BVH استفاده نمی‌کند. کوالکام هنوز نگفته که شتاب‌دهنده‌ی گرافیکی Snapdragon 8 Gen 2 چقدر قدرت دارد. با وجود تمامی ادعاها، انتظار نداشته باشید رهگیری پرتو در تراشه‌ی کوالکام عملکرد مشابه کنسول‌ها و کامپیوترهای شخصی داشته باشد.

اوپو که پردازنده‌ی Snapdragon 8 Gen 2 را وارد گوشی جدید سری Find X می‌کند، می‌گوید موتور متن‌باز PhysRay بهره‌وری رندر رهگیری پرتو را تا پنج برابر بالا می‌برد و حجم کاری CPU را ۹۰ درصد کاهش می‌دهد. اوپو ادعا می‌کند Snapdragon 8 Gen 2 به مدت ۳۰ دقیقه‌ی مداوم با روشن بودن رهگیری پرتو، بازی را با وضوح 720p و نرخ فریم ۶۰fps اجرا می‌کند.

کوالکام می‌گوید واحد گرافیکی موجود در Snapdragon 8 Gen 2 رندر سایه‌، بازتاب‌ نور، انسداد محیط و روشنایی همگانی را در بازی‌های اندرویدی مبتنی‌بر Vulkan بهبود می‌دهد. به ادعای کوالکام، چنین بهبودهایی با اتکا بر نرم‌افزار قابل دسترس نیستند. کوالکام انتظار دارد بازی‌های بزرگ موبایلی در اوایل سال ۲۰۲۳ به رهگیری پرتو مجهز شوند.

جدیدترین گرافیک سری Adreno درمقایسه‌با نسل قبل ۲۵ درصد قدرت بیشتر و ۴۵ درصد مصرف انرژی کمتر دارد. این واحد گرافیکی از رابط Vulkan 1.3 پشتیبانی می‌کند و در برخی از سناریوهای خاص، ۳۰ درصد بهبود بیشتر نیز ارائه می‌دهد. کوالکام اولین شرکتی است که گرافیکی با پشتیبانی از فریم‌ورک Metahumans موتور آنریل انجین ۵ می‌سازد. پشتیبانی از Adaptive HDR و HDR Vivid و +HDR10 و Dolby Vision نشان می‌دهد پردازنده‌ی جدید اسنپدراگون قدرت زیادی برای اجرای چشم‌نواز بازی‌های موبایلی دارد.

کوالکام در سال‌های اخیر توجه ویژه‌ای به توانایی تصویربرداری نشان داده است و اسنپدراگون نسل جدید نیز به شیوه‌ای مشابه کیفیت تصویر را بهبود می‌دهد. کوالکام می‌گوید DSP جدید سری Hexagon سیستم تحویل انرژی مستقل دارد و در برخی مدل‌های هوش مصنوعی، عملکرد آن به ازای هر وات ۶۰ درصد بهتر است.

شتاب‌دهنده‌ی Tensor در داخل واحد DSP دو برابر بزرگ‌تر از نسل قبل شده تا عملکردش بهبود پیدا کند. این شتاب‌دهنده بهینه‌سازی‌های به‌خصوصی با تمرکز بر پردازش زبان تجربه کرده است. کوالکام همچنین از پشتیبانی از استنتاج کاشی‌های پردازشی کوچک خبر می‌دهد. در این سیستم، تراشه‌های مختص‌به تصویربرداری و سایر بخش‌ها به کاشی‌های کوچک‌تری تقسیم می‌شوند تا دقت در پردازش افزایش یابد. اضافه شدن INT4 بدین معنی است که توسعه‌دهندگان می‌توانند آن دسته از مسائل یادگیری ماشین را که به پهنای باند زیادی نیاز دارند، در اپلیکیشن‌های خود پیاده‌سازی کنند.

واحد Hexagon در پردازنده‌ی Snapdragon 8 Gen 2 تا ۴٫۳۵ برابر قوی‌تر از نسل قبل است. این بهبود در نگاه اول تحسین‌برانگیز به نظر می‌رسد، اما نکته‌ی جالب‌تر استفاده از سیستم Hexagon Direct Link است. این سیستم واحد ISP را به موتور هوش مصنوعی متصل می‌کند. کوالکام این واحد ISP جدید را Cognitive ISP می‌نامد.

کوالکام ارتباط فیزیکی بین ISP و DSP و Adreno را عمیق‌تر کرده تا پهنای باند بالا برود و تأخیر کاهش یابد. این کار به Snapdragon 8 Gen 2 امکان می‌دهد ازطریق حسگر تصویر پردازش‌های بسیار سنگین یادگیری ماشین را انجام دهد. کوالکام داده‌های RAW را مستقیماً برای DSP یا موتور هوش مصنوعی ارسال می‌کند. کوالکام می‌تواند ازطریق سیستم جدیدش بازی‌هایی را که وضوح پایین دارند آپ‌اسکیل کند تا فشار کمتری به GPU وارد شود.

کوالکام غالباً از Hexagon Direct Link برای تقسیم‌بندی و پردازش تصویر استفاده می‌کند. به بیانی بهتر، این سیستم برای شناسایی المان‌های اصلی هر صحنه نظیر مشخصه‌های چهره، گیاهان آسمان و... کاربرد دارد و براساس این المان‌ها لایه‌هایی به‌صورت بلادرنگ می‌سازد و سپس با اعمال پردازش‌هایی سفارشی روی این لایه‌ها کیفیت آن‌ها را بهبود می‌دهد. نکته‌ی جالب این است که تمامی پردازش‌ها قبل از فشرده شدن دکمه‌ی شاتر اتفاق می‌افتد.

کوالکام در سال‌های اخیر تلاش کرده است قابلیت‌های متنوع مبتنی‌بر یادگیری ماشین نظیر تشخیص چهره و تقسیم‌بندی بوکه‌ی ویدیویی را به واحد ISP نزدیک‌تر کند. کوالکام در نسل گذشته در زمینه‌ی تقسیم‌بندی تصاویر بسیار خوب عمل کرد. در نسل قبل داده‌های تصویربرداری به درون حافظه‌ی اصلی منتقل می‌شد و به همین دلیل تقسیم‌بندی بعد از ثبت تصویر انجام می‌گرفت. کوالکام با تغییراتی که در تراشه اعمال کرده، اجرای پردازش‌های پیچیده‌ی بلادرنگ را روی موتور هوش مصنوعی ساده‌تر کرده است.

کوالکام می‌گوید پردازنده‌ی پرچم‌دار جدیدش از استاندارد Dynamic Spatial Audio پشتیبانی می‌کند. در زمان استفاده از هدفون، با چرخاندن سر متوجه می‌شوید که صدا در ناحیه‌ای به‌خصوص شنیده می‌شود و به‌صورت ثابت با سر شما حرکت نمی‌کند. هدفون‌هایی که از این قابلیت پشتیبانی می‌کنند، می‌توانند حرکت سر کاربر را رهگیری کنند. این فناوری با اکثر فرمت‌های صدای فراگیر چندکاناله و دیکدرها نظیر Dolby Atmos و Sony 360 Reality Audio سازگار است.

کوالکام می‌گوید کدک aptX Lossless از این پس در حالت Bluetooth Classic و LE Audio نیز کار می‌کند تا محصولات جدید افزون‌بر کاهش مصرف انرژی، صداهای باکیفیت‌تری پخش کنند. در هدست‌های تحت پشتیبانی، تأخیر ارتباط بی‌سیم به تنها ۴۸ میلی‌ثانیه می‌رسد، یعنی ۴۷ درصد کمتر از نسل قبل.

پردازنده‌ی Snapdragon 8 Gen 2 از مودم مجتمع Snapdragon X70 استفاده می‌کند که به سرعت دانلود ۱۰ گیگابیت‌برثانیه و سرعت آپلود ۳٫۵ گیگابیت‌برثانیه دست می‌یابد. این مودم یک‌سری پردازش‌ها را با هوش مصنوعی انجام می‌دهد. کوالکام می‌گوید هوش مصنوعی باعث می‌شود توان عملیاتی و ثبات اتصال مودم X70 در هر دو نسخه‌ی شبکه‌ی 5G بهبود یابد. مودم موردبحث از اتصال هم‌زمان دوگانه‌ی 5G در دو سیم‌کارت پشتیبانی می‌کند. بدین ترتیب در حین صحبت با یکی از سیم‌کارت‌ها می‌توانید همچنان روی سیم‌کارت دیگر پیام و داده دریافت کنید.

یکی از مهم‌ترین قابلیت‌های جدید پردازنده‌ی Snapdragon 8 Gen 2 پشتیبانی از Wi-Fi 7 است. این پردازنده از Wi-Fi 6 و Wi-Fi 6E نیز پشتیبانی می‌کند. مشخصات Wi-Fi 7 هنوز به‌صورت رسمی تکمیل نشده است، اما کوالکام می‌گوید تراشه‌اش سرعت ۵٫۸ گیگابیت‌برثانیه ازطریق کانال ۳۲۰ مگاهرتزی ارائه می‌دهد. پشتیبانی از Wi-Fi 7 با تأخیر تنها دو میلی‌ثانیه ارائه می‌شود. کوالکام می‌گوید این ویژگی برای پشتیبانی از گیمینگ مبتنی‌بر فضای ابری بسیار مفید است. برای بهره‌مندی از Wi-Fi 7 باید یکی از روترهای گران‌قیمت جدید را بخرید.

کوالکام می‌گوید Snapdragon 8 Gen 2 اولین تراشه‌ی این شرکت با پشتیبانی از AV1 و توانایی پخش ویدیوی 8K/60fps است. تمامی تراشه‌های رده‌بالایی که در گوشی‌های اندرویدی جدید استفاده می‌شوند از دی‌کد AV1 پشتیبانی می‌کنند. کوالکام همچنین از افزایش محدوده‌ی بلوتوث و بالا رفتن سرعت جفت‌شدن دستگاه‌ها خبر می‌دهد.

ایسوس، آنر، آیکو، موتورولا، میزو، نوبیا، وان پلاس، اوپو، ردمجیک، ردمی، شارپ، سونی، ویوو، شیائومی و ZTE روی دستگاه‌های مجهز به Snapdragon 8 Gen 2 کار می‌کنند. طبق معمول سامسونگ در فهرست کوالکام حضور ندارد، اما بدون شک گوشی‌های سری گلکسی S23 با Snapdragon 8 Gen 2 تولید می‌شوند.