Flaggschiff-Chips schneiden schlecht ab, dieser “Topf” kann Samsung nicht einfach zurücklassen

Auch wenn Sie kein Unterhaltungselektronik-Enthusiast sind, sollten Sie den Stiel von "Feuerdrachen" in den letzten zwei Jahren kennen.

Das liegt vor allem daran, dass in den letzten Generationen von Android-Flaggschiff-Chips der Stromverbrauch nach und nach „überrollt“ wurde: Hohe Leistung geht oft mit hohem Energieverbrauch einher, der auch mit einer steil ansteigenden Handy-Hitze einhergeht.

Das bringt einen Vorteil und einen Nachteil mit sich. Der Vorteil ist, dass die Hersteller immer mehr "Wärmeabfuhr" bekommen, während der Nachteil ist, dass das Chiptuning konservativer wird, sowie eine niedrigere Temperaturkontrollwand.

Unter dem kontinuierlichen Hochleistungs-Squeeze (wie z. B. "Yuan Shen"), im Grunde genommen in 10 bis 15 Minuten, reduzieren die Produkte aktiv die Frequenz des Superkerns des Chips. Wenn die Temperatur immer noch hoch ist, ist die nächste Grenze die große Ader.

Auf der anderen Seite sollte die Verwendung von Flaggschiff-Chips mit fortschrittlicherer Technologie unter täglichen Bedingungen die Akkulaufzeit verbessern.

Im Gebrauch ist die Verbesserung der Batterielebensdauer jedoch "Wasser besprühen", was wenig Wirkung hat und von einer schnellen Aufladung mit hoher Leistung abhängt, um die Lebensdauer fortzusetzen.

Hinzu kommt noch ein weiterer Punkt, als Grund kann die neuerliche Instabilität des 4nm-Prozesses in Samsungs Foundry angesehen werden. Sein eigener Exynos 2200-Flaggschiff-Chip hat sich ebenfalls nicht absichtlich unterdurchschnittlich entwickelt.

Infolgedessen kündigte Qualcomm, das „zutiefst betroffen“ war, auch die Verwendung des 4-nm-Prozesses von TSMC auf dem gerade angekündigten Snapdragon 8+ Gen1 SoC an und gab direkt in der PPT an, dass die Leistung um 10% und der Stromverbrauch verbessert wurde wurde um 30 % reduziert.

Es scheint, dass die schlechte Leistung der Android-Flaggschiff-Chips nur darauf zurückzuführen ist, dass der 4-nm-Prozess von Samsung „zu schlecht“ ist. Ist TSMC also eine „Rettung“?

TSMCs 4nm ist nur ein "Figurenstoff"

TSMC und Samsung sind fast die beiden großen Oligarchen in der weltweiten Produktion von fortschrittlichen Prozesschips. Die beiden dominieren fast den Weltmarkt für Chips, die unter 10 nm hergestellt werden.

In ein paar Jahren von 10 nm auf 4 nm, und sie bauen auch 3-nm-Produktionslinien und Gießereien, der Wettbewerb verschärft sich.

Anders als die reine Foundry von TSMC ist Samsung ein vertikal integriertes Fertigungsunternehmen (IDM), das unabhängige Designchips, Produktionschips und die eigenen Chips von Exynos integriert.

Vor 10 Jahren wollte Samsung TSMC voraus sein, und Apples A4-Chip wurde ebenfalls auf magische Weise von Samsung Exynos modifiziert und von ihm hergestellt.

Aufgrund der besonderen Identität von Samsung und der Tatsache, dass Bildschirm und Speicher von Samsung abhängig sind, ist das Risiko zu hoch, und Apple begann, TSMC zu unterstützen, um das Risiko zu übertragen.

Nach einigen Drehungen und Wendungen baute TSMC eine neue Produktionslinie, stellte ein professionelles Team zusammen und gewann schließlich die exklusive Gießerei für Apples A8-Chip.Gekoppelt mit den beispiellosen Verkäufen des iPhone 6 und 6 Plus hat TSMC stark davon profitiert.

Anschließend begannen die Chips der A-Serie von Apple mit TSMC verbunden zu werden und halfen seiner Entwicklung durch Ressourcenneigung. Heute werden die Chips der A-Serie und der M-Serie von Apple alle von TSMC hergestellt, und sie sind die Kunden mit der höchsten Priorität geworden, keiner von ihnen.

Gleichzeitig wurde der „Mythos“ der hohen Stabilität der TSMC-Chipgießerei geschaffen.

Sowohl 5nm als auch 4nm liegen hinter dem Samsung von TSMC zurück, und sie sind nicht entmutigt, haben aber einen Bolzen. Es kündigte eine Investition von 133 Billionen Won (etwa 800 Milliarden Yuan) an, die auf den 3-nm-Prozess abzielt und damit zum weltweit größten SoC-Hersteller wird.

Und wenn man die FinFEET-Technologie aufgibt, nur einen Schritt zur GAAFET-Transistortechnologie, um die Überholung von TSMC zu erreichen, ist Erfolg oder Misserfolg hier.

Um auf die Gegenwart zurückzukommen: Die 5-nm- und 4-nm-Waferdichte und Prozessstabilität von Samsung sind nicht so gut wie bei TSMC, sodass es tatsächlich eine gewisse Lücke gibt, wenn sie auf den Flaggschiff-Chip zurückgeführt wird.

Das MediaTek Dimensity 9000 zu Beginn dieses Jahres verwendet den 4-nm-Prozess von TSMC, den ultragroßen Cortex-X2-Kern (3,05 GHz), den großen A710-Kern (2,85 GHz) und den mittleren A510-Kern (1,8 GHz) im 1+ 3+4 Drei-Cluster-Architektur. ) sind viel höher als der Qualcomm Snapdragon 8 Gen1.

Theoretisch hat es eine höhere Leistung und eine bessere Energieeffizienz, was es zu einem perfekten Flaggschiff-Chip macht.

Doch nach ein paar Monaten Wartezeit, wenn die mit dem Dimensity 9000 ausgestatteten Flaggschiffe auf den Markt kommen , unterscheidet sich die tatsächliche Energieeffizienzleistung kaum von der Qualcomm-Version.Wenn Sie nicht sorgfältig vergleichen, fällt es Ihnen möglicherweise überhaupt nicht auf .

Bei dieser hochkarätigen Promotion von Qualcomm, als der Snapdragon 8+ Gen1 mit dem 4-nm-Prozess von TSMC eine bessere Leistung erbringen wird, hatte ich eigentlich keine hohen Erwartungen.

Angesichts der umfassenden Übertaktung von Snapdragon 8+ Gen1 (Cortex-X2 3,2 GHz + A710 2,75 GHz + A510 2,0 GHz) wird die absolute Leistung verbessert, was die Verbesserung betrifft, hängt es von der Einstellung der Hersteller ab, und der gleichen gilt für die Energieeffizienz.

Auf diese Weise gleicht die 4-nm-Prozesstechnologie von TSMC eher einem „Feigentuch“ für Flaggschiff-Chips, das die neue Architektur von Arms extrem schwacher öffentlicher Version abdeckt.

Die Architektur der öffentlichen Version von Arm ist der „Schuldige“

In den letzten zehn Jahren hat Arm 9 Versionen der Architektur geändert, und das neueste Armv9 ist ein relativ wichtiges Befehlssatz-Upgrade.

Mit dem Upgrade des Befehlssatzes kündigte Arm auch die öffentliche Version der CPU-IP an, bei der es sich um den supergroßen Kern Cortex-X2, den großen Kern (Leistungskern) Cortex-A710 und den mittleren Kern (Leistungskern) Cortex-A510 handelt .

Die öffentliche Version der CPU-Architektur verwendet immer noch die Drei-Plex-Architektur, nämlich 1+3+4. Es ist eine Weiterentwicklung der vorherigen big.LITTLE-Architektur. Der Zweck ist nichts anderes als „der richtige Kern für den richtigen Job“, um die Energieeffizienz zu verbessern.

Die gemischte Architektur aus großen und kleinen Kernen ist heute weit verbreitet in Desktop- und Mobil-CPUs von X86- und ARM-Architekturen.

Arms öffentliche Version der Drei-Cluster-Architektur, wenn jeder seine eigenen Aufgaben erfüllt, liefert der Super-Core X2 absolute Leistung, der Large-Core A710 teilt die täglichen Leistungsanforderungen und der Mid-Core A510 erledigt die entsprechenden Aufgaben mit geringer Leistung Verbrauch.

Die drei Kerne, jeder mit seinem eigenen Zweck, sollten in Design und Anrufung geneigt sein.

Cortex-X2, eine vollständig optimierte Version von X1, verdoppelt den L3-Cache auf 8 MB, vergrößert den Cache-Bereich, optimiert die Kommunikationsverzögerung und erzielt eine IPC-Verbesserung von 16 % (ebenfalls verständliche Leistung).

Von den Nachfolgeprodukten haben Snapdragon 8Gen1 und Dimensity 9000 zwar eine bessere Leistung als der Snapdragon 888, wenn die Leistung voll eingeschaltet ist, und der Stromverbrauch „explodiert“ nicht.

Es ist vernünftig, einen hohen Stromverbrauch gegen eine hohe Leistung einzutauschen.

Aber der große Kern und der mittlere Kern haben große Probleme, und es sind diese beiden Kerne mit neuen "Namen", die dazu führen, dass die Flaggschiff-Chips häufig überschlagen.

Cortex-A710 verwendet keine neuere Architektur, es ist immer noch die Optimierung des klassischen A78, und es könnte genauer sein, es A79 zu nennen.

Anandtech nannte diesen neuen Namen "einen interessanten Marketing-Leckerbissen", und die Leistung des A710 ist selbstverständlich.

Auf dem PPT von Arm hat der A710 eine Leistungssteigerung von 10 %, während gleichzeitig die Energieeffizienz um 30 % optimiert wird. Aus Kurvensicht ist die höhere Leistung jedoch hauptsächlich im Bereich mit hohem Energieverbrauch angesiedelt und wird durch die Verdoppelung des L3-Cache (8 MB) erzielt.

Die Optimierung der Energieeffizienz reduziert nur den Distributionsdurchsatz des A710-Kerns (von 6 auf 5), nicht die Optimierung der Architektur.

Der A710 ist eine optimierte Version des A78, und der A78 ist eine übertaktete Version des A77. Ein paar Jahre lang erforscht das Designteam des großen Kerns von Arm immer noch das Potenzial der A77-Architektur, aber nachdem die A78 die Sweetspot-Frequenz der Architektur erreicht hat, donnert das Energieeffizienzverhältnis der A710, insbesondere wenn das System eine hohe Leistung benötigt reicht aber nicht um auf den X2 Ultra-Large umzusteigen Wenn der Core genutzt wird, hebt sich die Leistungsaufnahme direkt ab.

Arm verwendet sogar direkt den 4-nm-A78 mit dem ultragroßen X2-Kern, der möglicherweise bessere Ergebnisse liefert.

Als großer Kern benötigt der A710 mehr Leistung als energieeffizientes Design. Arm ist in die falsche Richtung.

Relativ gesehen ist der Kern des Cortex-A510 eine neue Designarchitektur. Und im Gegensatz zum Austin-Team, das die beiden Kerne von X2 und A710 entworfen hat, wurde es vom Cambridge-Team entworfen.

Die A510-Architektur übernimmt viele innovative Designideen, wie die Verwendung von „Hyper-Threading“, um den L2-Cache gemeinsam zu nutzen, und gleichzeitig wird die L1-, L2- und L3-Bandbreite um das Doppelte der A55 erhöht und somit verbessert Gleitkommaleistung um 50 % und Ganzzahloperationen weisen ebenfalls eine Verbesserung von 35 % auf.

Der A510 verwendet jedoch immer noch die "sequenzielle Ausführung" und nicht die "Ausführung außerhalb der Reihenfolge" der energieeffizienten Kerne in Apples Chips der A-Serie. Um Befehlslatenz zu vermeiden, wurde das Frontend des A510 vergrößert, der Cache verdoppelt und das Backend vergrößert.

Die Designidee ist auch relativ klar, nur für bessere "Performance". Nur das Endergebnis, aber mit wenig Erfolg.

Laut Arms PPT kann das A510 nur bei hoher Leistungsaufnahme eine bessere Leistung als das A55 herausholen.

Beim geringen Stromverbrauch, der beim Energieeffizienz-Kern im Fokus steht, ist es allerdings schwierig, die Lücke zum A55 zu schließen, und es gibt sogar einige „Rückwärtsfahrten“.

Insgesamt stellt unter den Drei-Cluster-Architekturen, die Arm in den letzten Jahren vorgestellt hat, nur der ultragroße Cortex-X2-Core eine relativ normale Änderung dar. Der Cortex-A710 mit großem Kern konzentriert sich auf Energieeffizienz, während der Cortex-A710 mit mittlerem Kern A510 hat begonnen, sich auf Spitzenleistung zu konzentrieren.

Die öffentliche Arm-Version der CPU-IP ist immer noch so, also erwarten Sie nicht, dass der Flaggschiff-Chip auf dieser Basis modifiziert wird, wie gut die Leistung sein kann.

Wenn Sie das 64-Bit-App-Ökosystem der großen Fabriken nicht annehmen möchten, müssen Sie herauskommen und den "Topf" nehmen.

Nach der Veröffentlichung von Armv9 besteht die größte Änderung darin, 32-Bit-Anwendungen vollständig aufzugeben und 64-Bit-Anwendungen vollständig zu integrieren.

Mit anderen Worten, in der Drei-Cluster-Architektur unterstützen theoretisch alle Kerne keine 32-Bit-Anwendungen mehr, aber für die Android-Anwendungsumgebung auf dem chinesischen Markt hat Arm die Kerne im A710 speziell für die Kompatibilität mit 32-Bit zugelassen. Bit-Anwendungen.

Das heißt, wenn Sie eine 32-Bit-App öffnen, wird der A710, ein stark energieverbrauchender Kern, gezwungen, aktiv zu bleiben, selbst wenn Sie nur den Bildschirm ausschalten, um einen Song zu hören.

Tatsächlich bewirbt Arm seit Armv8 64-Bit-Anwendungen, und der Google Store hat auch festgelegt, dass neue Programme im August 2019 64-Bit-Anwendungen unterstützen müssen.

Viele heimische App-Hersteller haben jedoch nicht nachgebessert: Viele gängige Apps wie Alipay, QQ und NetEase Cloud sind noch 32-Bit, und es ist nicht geplant, wann die 64-Bit-Version auf den Markt kommt.

Darüber hinaus haben die Software-Stores vieler einheimischer Android-Hersteller keine entsprechenden 64-Bit-App-Partitionen, und 32-Bit- und 64-Bit-Apps sind gemischt.

OPPO, vivo und Xiaomi haben jedoch bereits damit begonnen, 64-Bit-Apps bekannt zu machen.Die erste Stufe besteht darin, neue Apps auf 64-Bit zu beschränken. Was die häufig verwendeten Apps betrifft, wurden vorerst keine relevanten Maßnahmen veröffentlicht.

In den letzten Jahren sind die Flaggschiff-Chips von Android häufig auf Probleme gestoßen.Der wichtigste Grund dafür ist, dass die Designrichtung der Architektur deröffentlichen Version von Arm gegen die ursprüngliche Absicht der Drei-Cluster-Architekturverstößt und die heimischen Hersteller 64-Bit-Apps nicht aktiv annehmen .

Ob es sich um TSMC oder Samsung, Dimensity oder Qualcomm handelt, auf der Geräteseite ist der Unterschied zwischen ihnen weitaus geringer als die Zahlen auf dem PPT.

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