Atualmente, os processadores para smartphone estão em um ótimo local. Os principais smartphones oferecem mais desempenho do que você precisa para navegar na Web, verificar e-mails e não fazer amizade com pessoas no Facebook. Você também pode obter um ótimo desempenho no ponto de preço intermediário barato.
Quando se trata dos anúncios anuais de chips e de novos dispositivos que estão chegando em 2020, o desempenho mais suave da CPU não oferece o fator uau que antes. Estamos nos aproximando rapidamente desse ponto de retornos decrescentes. Os chips aparecerão em processos de fabricação de 7nm + ligeiramente aprimorados, o que significa menores ganhos de eficiência em comparação com a geração anterior. Teremos que esperar um pouco mais por 5nm EUV.
Existem algumas tendências mais interessantes no horizonte, o que poderia tornar 2020 um ano muito emocionante para processadores móveis.
Chips alimentando smartphones 2020
Antes de mergulhar em algumas das tendências que provavelmente definirão os chipsets de última geração, escolhi o processador de maior perfil que fornecerá energia aos smartphones mais importantes de 2020. Clique nos links abaixo para obter mais informações sobre cada um desses chipsets.
Mid-range com potencial 5G:
Os gráficos móveis têm espaço para melhorias
Avaliamos rigorosamente os smartphones como parte de nosso processo de revisão e uma área em que ainda há espaço para algumas melhorias visíveis é o desempenho gráfico. Isso é verdade em todos os aspectos, com processadores de baixo custo que ficam muito atrás dos carros-chefe de hoje e modelos de carro-chefe que ainda podem incluir mais silício gráfico de alto desempenho.
A Qualcomm possui uma melhoria de 25% no desempenho de gráficos 3D entre o Adreno 640 no Snapdragon 855 e o Adreno 650 no Snapdragon 865. O Snapdragon 8xc da classe laptop possui uma GPU Adreno 690 ainda maior e mais poderosa. No entanto, dê uma olhada nas cenas abaixo para ver se o silício da GPU nem representa um quarto do espaço total de silício nos SoCs de telefones modernos.
Para comparação, a linha de chips Tegra da Nvidia dedicou significativamente mais espaço à GPU. O mais recente chip Tegra Xavier para o mercado de aprendizado de máquina é basicamente um terço da GPU. Obviamente, esse chip não é eficiente o suficiente para smartphones e carece de muitos dos recursos de silício dos quais dependemos nos smartphones. O 8cx também é muito grande e poderoso para um caso de uso de smartphone. Porém, no futuro, a combinação de fabricação mais eficiente de 5nm, baterias maiores e projetos de núcleo mais eficientes poderia permitir que os SoCs usassem pools maiores de silício de GPU para obter melhor desempenho.
Por fim, Samsung e AMD assinaram um acordo em 2019 para usar a arquitetura RDNA da AMD em futuros designs de chips móveis. O acordo faz referência à microarquitetura pós-Navi da AMD, para que ele não apareça em um chip Exynos até 2021 ou 2022. Mas é um sinal de que os fabricantes de chips móveis estão cada vez mais olhando para a gama completa de opções no mercado para aproveitar uma vantagem competitiva ou de custo.
Um chip dedicado para telefones de jogos soa como um sonho, mas a demanda parece estar crescendo.
AMD sugere como RDNA pode superar a GPU Adreno da Qualcomm
Silicone mais especialista
Como mencionamos, o mercado de SoC móvel está aumentando o espaço dedicado de silício a novos componentes de computação heterogêneos para aumentar o desempenho, mantendo a eficiência energética. O Hexagon DSP da Qualcomm ocupa uma quantidade notável de espaço de silício, assim como as NPUs encontradas nos principais exynos e Kirin SoCs.
Podemos ver essa tendência nas capturas de matriz acima, com uma porcentagem menor de área de silício reservada para a CPU e GPU no Exynos 9820 em comparação com o 9810. Isso se deve em parte à introdução de um NPU maior, mas também de processadores de imagem de câmera , hardware de codificação / decodificação de vídeo e modems 4G. Todos esses componentes disputam espaço precioso de silício em nome do aumento da eficiência de energia para as tarefas mais comuns dos smartphones.
A CPU e GPU tradicionais agora disputam espaço com o ISP, DSP, NPU e modems mais poderosos. É provável que esta tendência continue.
Os SoCs da próxima geração continuam por esse caminho. Mais e mais espaço de silício é usado para recursos de aprendizado de máquina mais poderosos. Basta verificar os 15TOPS aprimorados do desempenho da IA no Snapdragon 865, duplicando os recursos da geração anterior da Qualcomm. Os fabricantes de chips estão cada vez mais se voltando para os projetos internos de aprendizado de máquina, pois diminuem os casos de uso mais comuns, resultando em uma gama mais ampla de recursos para os principais telefones 2020
No próximo ano, também haverá processadores de imagem mais potentes, capazes de lidar com vídeo em câmera lenta 4K e câmeras de 100 megapixels, e componentes de rede mais aprimorados para os modernos modems Wi-Fi 6 e 5G.
Simplificando, os chips móveis foram muito além dos designs simples de CPU / GPU e estão se tornando cada vez mais complexos.
Modems 4G / 5G integrados
Com as redes 5G espalhadas pelo mundo, agora temos os primeiros SoCs do setor com modems multimodo 4G / 5G integrados. No entanto, os modems integrados não estão onde você encontra a melhor tecnologia 5G e as velocidades mais rápidas. Esses ainda são encontrados em modems externos, como o Snapdragon X55 da Qualcomm, o Exynos 5100 da Samsung e o Balong 5G01 ou 5000 da Huawei.
Os principais smartphones da 2020 usarão SoCs de ponta combinados a modems externos, se quiserem oferecer a tecnologia mmWave 5G. O carro-chefe da Qualcomm, o Snapdragon 865, não é fornecido com um modem integrado, o que causou alguma controvérsia. A Qualcomm não está tão sutilmente cutucando os fabricantes de celulares para construir telefones 5G com seu modem X55, em vez de ficar com 4G por mais um ano.
Em vez disso, são os smartphones de gama média que são fornecidos com modems 5G integrados em mercados relevantes. O MediaTek M70 5G, Snapdragon 765 e Exynos 980 são chips que fornecerão aparelhos 5G acessíveis. o O Samsung Galaxy A90 5G é apenas um dos primeiros exemplos de telefones 5G de nível intermediário que podem se tornar bastante populares em 2020. A Nokia está planejando um telefone 5G barato, assim como vários outros fabricantes de celulares a preços acessíveis.
Núcleos de CPU maiores
Publicamos este artigo inteiro sem mencionar os núcleos da CPU, em parte porque o desempenho da CPU já é mais do que adequado. Mas isso não significa que mudanças interessantes não estejam a caminho.
Os SoCs da geração atual assistiram à introdução de novas configurações do núcleo da CPU. Projetos de 4 + 4 big.LITTLE foram lançados, a favor de um ou dois núcleos gigantes, seguidos por dois ou três núcleos um pouco menores e depois os quatro núcleos de baixo consumo de energia. Essa tendência se aplica aos mais recentes Snapdragon 865, Kirin 990 e Exynos 990. Liderando essa tendência está a concorrência mencionada anteriormente para a área de silício, mas também o crescimento dos núcleos de CPU das potentes.
Você só precisa comparar o tamanho do gigantesco núcleo M4 da Samsung com o Cortex-A75 emparelhado ao lado para ver por que a Samsung optou pelo layout 2 + 2 + 4. O mais recente Cortex-A77 da Arm é um núcleo 17% maior que o A76 e o núcleo de próxima geração da Samsung pode ser maior ainda. Da mesma forma, a Apple continua a alimentar seu chip com núcleos de CPU grandes e poderosos. Núcleos maiores ajudam a impulsionar o desempenho do smartphone no território de laptops low-end e também são essenciais para aumentar o potencial de jogos. No entanto, esses grandes núcleos nem sempre são iguais, como vimos com o Snapdragon 855 versus o Exynos 9820, e podemos ver divergências maiores no desempenho da CPU nos próximos anos.
Da mesma forma, vimos o encolhimento para 7nm beneficiar a potência e a eficiência da área dos principais SoCs, e isso em breve começará a beneficiar também os chips de nível intermediário. No entanto, à medida que os smartphones buscam o desempenho da classe dos laptops, os projetistas de chips precisam considerar cuidadosamente os aspectos de área, desempenho e potência do design de sua CPU. Há também a questão de saber se veremos uma divergência entre o telefone e os chips de notebook 2 em 1 Arm no próximo ano.
4 projetos grandes + 4 pequenos núcleos serão reservados para laptops, com telefones optando por soluções em três camadas
Além disso, os smartphones não precisam de quatro núcleos superpoderosos, principalmente porque a duração da bateria é uma das principais preocupações. Um ou dois núcleos para trabalhos pesados, apoiados por núcleos moderados e de baixo consumo de energia para outras tarefas, parecem uma escolha sensata de design. 2 + 2 + 4 núcleos de CPU para telefones desta geração estão aqui para ficar em 2020. Embora possamos ver projetos 4 + 4 equipados com modelos como o A77, destinados a laptops e
outros aplicativos que exigem alto desempenho de pico e não são tão limitado pela capacidade da bateria.
2020 fichas em poucas palavras
Os anúncios de chips agendados para o final deste ano e aparecendo em dispositivos 2020 compartilham alguns recursos em comum. Os chips principais serão construídos em processos Finnet de 7nm ou 7nm +, oferecendo apenas melhorias marginais na eficiência energética em comparação com a redução anterior de 10nm. Os smartphones ultrapassarão os altos índices de referência anteriores de CPU e GPU, enquanto empurram os recursos de 5G e aprendizado de máquina para o mainstream.
No entanto, o mercado de chipsets high-end está definido para aumentar a diversidade. Entre projetos personalizados de CPU e GPU, silício de aprendizado de máquina interno, chipsets 5G exclusivos e uma série de outros recursos, as diferenças entre as plataformas Exynos, Kirin e Snapdragon devem crescer ainda mais. Embora não necessariamente em termos de desempenho que os consumidores possam realmente perceber. Os chips intermediários se formaram de forma semelhante diversa e poderosa, com chips 5G com preços agressivos prontos para se tornar a história de 2020.