Флагманский процессор Exynos 2200 — что нас ждет в устройствах?

Привет.

Перед выходом нового поколения флагманов Samsung компания всегда запускает следующее поколение собственных процессоров Exynos и задает направление развития как для себя, так и для индустрии. В этом году Samsung освоила технологический процесс 4 нм, именно с его помощью будут производиться процессоры Exynos 2200, а также Snapdragon 8 Gen 1. Так как оба процессора используют последние наработки ARM, то они в чем-то сравнимы, в чем-то заметно различаются, ниже мы это обсудим.

Но хочу начать с описания ситуации, которая возникла на рынке комплектующих, мы говорили об этом многократно, но тут уместно будет повторить некоторые моменты. Производители смартфонов не могут купить в достаточных количествах множество комплектующих, в том числе процессоры. Поэтому впервые в истории та же Samsung использует практически все решения, что можно найти на рынке. В бюджетных моделях мы видим недорогие процессоры Unisoc, причина ровно в том самом дефиците.

Так как Qualcomm не имеет собственного производства, выросшая цена компонентов вынудила компанию не только увеличить стоимость процессоров для клиентов, она также сказалась на цене производства. Для Samsung выгодно сегодня производить как можно больше процессоров Qualcomm, чтобы получить максимальную прибыль. Прибыль компании в четвертом квартале 2020 года составила 7.5 млрд долларов, финансовый прогноз на 4 квартал 2021 года в диапазоне 11.38-11.55 млрд долларов. Рост обеспечен продажами не только потребительской электроники, но и полупроводников — памяти, процессоров, других компонентов. Именно компоненты стали тем бизнесом, что дает основной вклад в прибыль компании сегодня.

В 2020 году по рынку ходила байка о том, что Samsung откажется от процессоров Exynos совсем, закрывает это направление, одним словом, “все пропало”. За этими выдумками не было ничего реального, так как создание собственных процессоров было и остается ключевым приоритетом компании. В 2020-2021 годах многие смартфоны от Samsung получили не собственные процессоры Exynos, а их аналоги от Qualcomm. Причина, которая стояла за этим решением, до невозможности банальна — скидки на 5G-лицензии со стороны Qualcomm, меньшая стоимость итоговых продуктов, загрузка собственных фабрик в большем объеме. То есть фактически в Samsung выбрали большую прибыль и лучшие условия, посчитав, что могут изменить модельный ряд в пользу процессоров от Qualcomm без ущерба для себя.

Отряды диванных аналитиков в этих действиях усмотрели ровно обратное, что в Samsung этим доказывают то, что их процессоры ужасны, и выбирают лучшее. Логики в этом нет никакой, но, впрочем, она и не нужна, когда вы болеете за какую-то команду и закрываете глаза на реальное положение дел. У производителей зачастую задача ровно противоположна той, что видят в его действиях покупатели, и логика выбора тех или иных решений лежит в плоскости денег и возможной прибыли.

Относительно слабым местом для Exynos всегда была графическая подсистема, в предыдущих поколениях она отличалась тем, что сильнее разогревала смартфон, включался троттлинг в тяжелых игрушках. В Exynos 2200 впервые используется графическая система со звучным названием Xclipse, она создана базе архитектуры AMD RDNA 2.

Давайте процитирую пресс-релиз компании в части описания графики:

“Xclipse GPU — единственный в своем роде гибридный графический процессор, находящийся в промежуточной категории между консольными и мобильными решениями. Благодаря высокопроизводительной архитектуре AMD RDNA 2, Xclipse получил расширенные графические функции, в том числе аппаратно-ускоренную трассировку лучей и затенение с переменной скоростью, которые ранее были доступны только на ПК, ноутбуках и консолях.

Трассировка лучей (RT) точно имитирует поведение света в реальном мире. Рассчитывая движение и цветовые характеристики световых лучей, технология создает реалистичные эффекты освещения. Именно сотрудничество AMD и Samsung позволило впервые представить трассировку на мобильных устройствах.

Затенение с переменной скоростью (VRS) — решение для оптимизации нагрузки на графический процессор, которое позволяет применять низкую скорость затенения в областях, слабо влияющих на общее качество картинки. Это высвобождает ресурсы графического процессора для более важных областей и повышает частоту кадров.

«Графическая архитектура AMD RDNA 2 позволяет использовать передовые энергоэффективные решения на мобильных телефонах. Xclipse от Samsung — первый из нескольких запланированных поколений графики AMD RDNA на процессорах Exynos», — отметил Дэвид Ванг, старший вице-президент группы Radeon Technologies в AMD”. 

Звучит круто? Не то слово. Но тут нужно осознавать простую штуку: также как в настольных компьютерах или приставках, требуется, чтобы софт, в нашем случае игры, поддерживал возможности процессора и графической системы. Трассировка лучей для мобильных устройств — это шикарная новость, но софт в данный момент ее просто не поддерживает! Уверен, что в момент анонса новой серии флагманов нам объявят о поддержке трассировки лучей в паре игрушек, но и только. Большая часть софта появится со временем, и это еще один довод в пользу того, что графика от AMD пришла в процессоры Exynos на долгие годы. Стратегия компании понятна, это направление будут развивать вместе с AMD, и оно становится ключевым в этой области.

В Samsung мы всегда видим тактику постепенного улучшения продуктов, выбирается какой-то компонент, а дальше год за годом его характеристики постепенно улучшают. Например, так было и есть с модулем 108-мегапиксельной камеры, из поколения в поколение он претерпевает изменения, фотографирует и снимает видео все лучше и лучше.

Завышенные ожидания относительно графической системы и возможности получить в играх опыт, сравнимый с консолями, стоит притушить, в первое время этого не будет. Но ждем улучшения ряда других характеристик для системы в целом.

Важным моментом также становится то, что для будущих смартфонов с поддержкой трассировки лучей, затенения с переменной скоростью становятся важными характеристики экрана. Наилучшие показатели демонстрируют экраны, которые могут обеспечить яркость в диапазоне от 1000 до 1500 нит (пиковая освещенность отдельных зон экрана). А значит, мы приходим к дальнейшему развитию технологии OLED-экранов и того, что они умеют.

Переработан ISP, процессор для работы с камерами — максимальное разрешение до 200 мегапикселей, одновременная работа до четырех камер (разрешение неясно), запись видео в полном разрешении возможно на 108-мегапиксельную камеру (30 кадров) либо 64+36 мегапикселей в режиме работы двух камер одновременно. Понятно, что это в теории, на практике конфигурация смартфонов будет различной.

Давайте посмотрим на NPU, встроенный в Exynos 2200, цитата из пресс-релиза: “Используя ресурсы нейронного процессора, ISP предлагает усовершенствованные возможности для фотосъемки. С помощью машинного обучения камера распознает объекты, окружающую среду и лица в кадре, а затем применяет оптимальные настройки цвета, баланса белого, экспозиции и динамического диапазона для получения фотографий профессионального качества”.

Все это мы уже видели в предыдущих процессорах, теперь быстрее, выше и сильнее. Технических подробностей мало, но известно, что NPU содержит два ядра, производительность в два раза выше, чем у Exynos 2100. И это открывает новые классы алгоритмов, которые могут быть воплощены в конечных устройствах (для сравнения, в решении от Qualcomm NPU имеется три ядра, но в лоб их сравнивать можно только в реальных задачах, так как отличаются архитектура и программные решения).

Обратил внимание на то, что в железо вшили новый кодек, также цитата: “Усовершенствованный многоформатный кодек (MFC) Exynos 2200 декодирует видео до 4K при 240 кадрах в секунду или 8K при 60 кадрах в секунду и кодирует до 4K при 120 кадрах в секунду или 8K при 30 кадрах в секунду. Кроме того, в MFC интегрирован энергосберегающий декодер AV1, позволяющий увеличить время воспроизведения. Решение поддерживает стандарт HDR10+ с расширенным динамическим диапазоном и увеличенной глубиной изображения, а также частоту обновления до 144 Гц, что обеспечивает плавные переходы в играх и приложениях”.

Аппаратный кодек позволяет подстраиваться на лету под разные задачи. Нужно смотреть на практике, но он явно будет дольше работать с видео от одной зарядки, уметь подстраиваться под профиль энергопотребления. То есть то решение, что использует Samsung, максимально интегрировано с их же компонентами — камерой, батареей, другими системами. И такая интеграция, безусловно, правильная и выливается в лучшее качество итогового продукта (например, флагманы Samsung на Exynos в большинстве ситуаций лучше фотографируют).

Изменения коснулись и модема, помимо привычной поддержки 5G теперь есть E-UTRAN New Radio, это комбинация 4G и 5G NR, когда модем может одновременно использовать обе сети и в теории достичь скорости загрузки в 10 Гбит/с. Для России это неактуально, впрочем, как и для большинства мировых операторов. Но в Китае явно воспримут это нововведение на ура.

Концепция безопасного устройства получила продолжение, так, Exynos 2200 поставляется с интегрированным элементом безопасности (iSE) для хранения закрытых криптографических ключей и выполнения роли RoT (Root of Trust). Аппаратное обеспечение встроенного шифрования для UFS и DRAM дополнительно усилено для сохранности пользовательских данных. Фактически это не только KNOX, который хорошо нам известен и позволяет создавать смартфон в смартфоне. Плюс к этому новые стандарты защиты памяти, а также возможность хранения данных с различной криптографией (увы, для России эти функции в части пользовательского доступа будут отключены, то есть шифрование системы будет, но хранить свои ключи не получится — нужны отдельные разрешения со стороны регулятора).

Процессор от Samsung, также как и решение от Qualcomm, построен на последней версии архитектуры ARM — ARMv9. Восьмиядерный процессор состоит из трех кластеров: мощного Arm Cortex®-X2, трех больших ядер Cortex-A710 со сбалансированным соотношением производительности и эффективности и четырех энергоэффективных ядер Cortex-A510. Частота в каждом конкретном устройстве будет отличаться, в теории оба решения имеют одинаковые параметры в этом аспекте.

Напомню, что процессор Snapdragon 888 в большинстве устройств имел проблемы с теплоотводом, сильно грелся. Многие производители экономили на системах охлаждения или не умели создавать их настолько эффективными, насколько это необходимо. Поэтому сравнивать Exynos 2200 и Snapdragon 8 Gen 1 необходимо в реальных тестах на реальных устройствах, синтетические тесты тут не раскроют полностью картину того, что происходит и как. Уже в феврале это можно будет сделать на практике и увидеть, чем отличаются смартфоны и какой чипсет выглядит предпочтительным.

На мой взгляд, в Exynos 2200 сильно поработали над модемом, NPU и это даст прирост в своих областях. Важно будет оценить, как реализована система отвода тепла, процессор греется, и этого никак не избежать. Новый техпроцесс тоже может выявить какие-то неожиданности, но это мы увидим уже на первых устройствах, причем не так важно, на каком чипсете они будут построены.

Процессор Exynos 2200 ориентирован, как и всегда, на флагманы, на бумаге он выглядит очень и очень интересным, осталось оценить его в реальной жизни. Думаю, что скоро мы с вами сможем это сделать. Предубеждение, которое существует относительно линейки Exynos, не имеет под собой никаких реальных оснований, пользуюсь смартфонами на этом чипсете время от времени и никаких особых проблем не наблюдаю.