Мобилни процесори от 2018: Възходът на функциите за машинно обучение

Не е изненадващо, че тазгодишните смартфони се отличават с по -бързи процесори от тези от миналата година - това се случва всяка година.Но това, което е новото тази година, е преобладаването на функциите за машинно обучение, които почти всеки доставчик на процесори се изказва като начин за разграничаване на техните устройства.Това важи за доставчиците на телефон, които проектират свои собствени чипове, независимите или търговски доставчици на чипове, които продават процесори на доставчици на телефон, и дори производителите на IP, които проектират ядрата, които влизат в самите процесори.

Заден план

Първо малко предистория: Всички съвременни процесори за приложения включват дизайни (често наричани интелектуална собственост или IP) от други компании, по -специално фирми като Ръка, Amagination Technologies, MIPS и CEVA.Такъв IP може да се появи под различни форми-например Arm продава всичко-от основен лиценз за своята 32-битова и 64-битова архитектура, до специфични ядра за процесори, графики, обработка на изображения и т.н.., че след това дизайнерите на чипове могат да използват за създаване на процесори.Обикновено дизайнерите на чипове смесват и съпоставят тези ядра със собствените си дизайни и правят различни възможности за избор относно паметта, връзките и други функции, в опит да балансират производителността с изискванията за мощност, размер и цена.

На фронта на процесора повечето чипове имат комбинация от по -големи ядра, които са по -мощни и работят по -бързо и по -горещи, и по -малки ядра, които са по -ефективни.Обикновено телефоните ще използват по-малките ядра през повечето време, но за взискателни задачи ще преминат към по-високоефективните ядра и ще използват комбинация от ядра и графичен процесор и други ядра, за да управлявате най-добре нуждите на производителността и термичните съображения (не можете даПуснете високоефективните ядра за много дълго, защото те биха прегряли и обикновено не е нужно).Най-известните примери за големите ядра са ядрата Cortex-A75 и A73 на Ръка;Съответстващите по -малки ядра ще бъдат A55 и A53.В днешните телефони от висок клас често ще видите четири от всеки, в това, което е известно като окта-ядро, въпреки че някои доставчици са използвали други подходи.

За графиката има по -голямо разнообразие, като някои доставчици избират линията на Mali на Arm, други избират PowerVR на Technologies на въображението, а други избират да проектират свои собствени графични ядра.И има още повече разнообразие, когато става въпрос за неща като обработка на изображения, обработка на цифрови сигнали и от късно, AI функционира.

Apple

Apple започна да натиска своите AI възможности в своите съобщения за есенния телефон, включително по -специално чипа „A11 Bionic (се отваря в нов прозорец)“, използван в iPhone 8 и 8 плюс, както и iPhone X.

A11 Bionic е шестядрена архитектура, с две ядра с висока производителност и четири ядра за ефективност.Apple проектира свои ядра (под лиценз за архитектура на Ръка) и традиционно е натискал изпълнение с еднопоточи.Това е стъпка нагоре от четириядрения сливане на A10, а Apple каза, че ядрата на производителността в A11 са до 25 процента по-бързи, отколкото в A10, докато четирите ядра на ефективност могат да бъдат до 70 процента по-бързи от чипа за сливане на A10.Освен това се казва, че графичният процесор е до 30 процента по -бързо.

Apple говори за чипа, който има двоен основен „невронна двигател“, който може да помогне за разпознаването на сцената в приложението за камера, и Face ID и Animoji на iPhone X.Компанията пусна и API, наречен Coreml, за да помогне на разработчиците на трети страни да създадат приложения, които се възползват от това.

Apple обикновено не дава много информация за своите процесори, но казва, че невронният двигател A11 Bionic е двуядрен дизайн, който може да извършва до 600 милиарда операции в секунда за обработка в реално време.

За разлика от повечето други производители на процесори, Apple не интегрира модема в своите процесори на приложения и вместо това използва самостоятелни модели Qualcomm или Intel.Има някакъв спор дали Apple поддържа само функциите в своите модеми Qualcomm, които също се поддържат от Intel;На практика това означава, че iPhone поддържат 3-посочен агрегиране на носители, но не и някои от по-напредналите функции.

Huawei

Huawei също беше рано на AI Push и нарече своя Kirin 970, който обяви на шоуто на IFA миналата есен, „Първият в света мобилен AI обработен отдел.„Kirin 970 се използва в момента в Huawei Mate 10.Включва четири CORTEX-A73 CPU ядра, работещи до 2.4 GHz и четири A53, работещи до 1.8 GHz, заедно с GPU на Arm's Mali G72 MP12.

Това, което е особено ново в 970, е това, което Huawei нарича своя NPU или невронна обработка.Компанията каза, че задачите, които могат да бъдат разтоварени на този процесор, могат да видят 25 пъти по -голяма от производителността и 50 пъти по -голяма от ефективността спрямо тези, които работят в CPU клъстера.Това е насочено по -специално при по -бързо разпознаване на изображения и по -добра фотография.По време на шоуто Huawei каза, че телефонът може да обработва 1.92 16-битов терафлоп.

Kirin 970 има процесор с двойни изображения, модем от категория 18 LTE с агрегиране на 5-носител и 4 на 4 MIMO, който трябва да даде възможност за максимална скорост на изтегляне от 1.2Gbps.

На Mobile World Congress Huawei обяви първия си 5G модем, Balong 5G01, който каза, че ще бъде първият 5G модем, който изпраща.Изглежда вероятно някои бъдещи процесори за приложения да възприемат и този модем, но това все още не е обявено.Технически всички тези продукти са създадени от дъщерното дружество на Hisilicon на фирмата.

Qualcomm

Чипът, който вероятно ще бъде в основата на повечето флагмански телефони с Android в САЩ тази година, е Snapdragon 845 на Qualcomm.Това е надграждане на Snapdragon 835, който е използван в повечето от премиум Android телефоните на 2017 г. и вече се използва в северноамериканските версии на Galaxy S9.

Както при повечето от другите доставчици, Qualcomm натиска невронните мрежи и AI като една от най -големите области на подобрения в тазгодишния чип, заедно с увеличен фокус върху „потапянето“ - което по същество означава по -добри изображения.

В района на AI Qualcomm обича да говори за това, че има многоядрен двигател за невронна обработка (NPE), който използва нова версия на своя Hexagon DSP, както и процесора и GPU за инфекция.

Чипът има Hexagon 685 DSP, за който Qualcomm казва, че може повече от два пъти обработка на AI;Процесорен процесор Kryo 385, който се казва.85 GHz) и до 15 процента увеличение на производителността за своите "ядра за ефективност (четири ядра Cortex-A55, работещи до 1.8 GHz), като всички споделят кеш 2MB L3;и Adreno 630 GPU, за който Qualcomm казва.5 пъти по -бързи дисплеи.

В областта AI чипът поддържа голям брой различни рамки за машинно обучение, а компанията казва, че това работи за неща като класификация на обекти, откриване на лица, сегментиране на сцената, разпознаване на високоговорители и и т.н..Две подчертани приложения са ефекти на боке на живо (за производство на портрети с замъглено фон) и активна сензора за дълбочина и структурирана светлина, които трябва да позволят подобрено разпознаване на лицето.Премествайки инфекцията от облака към устройството, Qualcomm казва, че получавате ползите от ниската латентност, поверителност и подобрена надеждност.

В зоната за изображения чипът има нова версия на Spectra ISP на Qualcomm, подобрено улавяне на Ultra HD видео с много рамка за намаляване на шума, способността за заснемане на 16-мегапикселови видеоклип при 60 кадъра в секунда и 720p Slow-Mo Video при 480кадри в секунда.За VR, 845 поддържа дисплеи с резолюция 2k на 2k при 120 кадъра в секунда, голяма стъпка нагоре от 1.5k-by-1.5K при 60 кадъра в секунда, поддържани от 835.

Други функции включват защитен блок за обработка, който използва собственото си ядро, за да съхранява информация за сигурността извън ядрото и работи с възможностите на CPU и Qualcomm's Trustzone.

845 интегрира модема X20, който Qualcomm въведе миналата година, който е в състояние да поддържа LTE категория 18 (със скорост до 1.2 Gbps), до 5 агрегиране на носител и 4x4 MIMO и използва техники като достъп до лицензиран достъп, за да направят възможни по-бързи скорости в повече области.

Чипът се произвежда в 10NM процеса на ниска мощност на Samsung.

Qualcomm също така прави семейството на процесорите на Snapdragon 600, ръководени от 660, което се използва от много китайски доставчици, включително OPPO и Vivo.В навечерието на Mobile World Congress той представи семейството на Snapdragon 700, което има много от същите функции като семейството 800, включително Hexagon DSP, Spectra ISP, Adreno Graphics и CPU Kryo.В сравнение с 660, Qualcomm казва, че ще предложи 2X подобрение в приложенията на AI на устройството и 30-процентово подобрение на енергийната ефективност.

Samsung

Въпреки че използва процесори Qualcomm в повечето си телефони в Северна Америка, на много други пазари, Samsung използва собствени процесори Exynos и започва да предоставя такива процесори достъпни за други производители на телефони.

Новият му най-висок линията е Exynos 9810, който Samsung ще използва в международните версии на Galaxy S9 и S9+.

Отново, Samsung натиска нови функции за „софтуер, базиран на дълбоко обучение“, който според него помага на процесора да идентифицира точно елементи или лица в телефоните и поддържа смисъл на дълбочината за разпознаване на лица.

9810 също е октарен чип, с четири A55 ядра за ефективност на захранването и четири персонализирани дизайна на процесора за производителност.Samsung казва, че тези нови ядра, които могат да работят до 2.9GHz, имайте по-широк тръбопровод и оптимизирана кеш памет, като им дава два пъти по-ядро и 40 процента повече многоядрени производителност в сравнение с предшественика му, миналогодишното 8895.(Публикуваните показатели показват подобрения в реалния свят, но не толкова, колкото се твърди; в този момент оставам скептично настроен към всички мобилни показатели.)

Други характеристики включват графики MALI-G72 MP18, поддръжка за дисплеи до 3840 на 2400 и дисплеи 4096 на 2160, процесор за двойно изображение (ISP) и поддръжка за улавяне на 4K при 120 кадъра в секунда.9810 също има модем от категория 18 с 6 носещ агрегация и 4 на 4 MIMO за низходяща връзка (2 CA за възходяща връзка), с максимум 1.2 Gbps скорост на низходяща връзка и 200 MBS качва.На хартия това съответства на модемите от категория 18, които както Qualcomm, така и Huawei имат в текущите си най -добри чипове.Подобно на Snapdragon 845, той се произвежда на второто поколение на Samsung 10nm Finfet процес.

Mediatek

Mediatek е по-скоро играч в телефони от среден клас и по-долу, а миналия месец представи нов чип, наречен Helio P60, насочен към пазара на "New Premium"-MID-пазарен телефон в диапазона от 200 до $ 400, които предлагат всички от всичките разходиОсновни характеристики на телефоните от по -висок край.Първият телефон обяви, че ще използва този чип, е Oppo R15.

Най-добрият процесор на компанията, обявен миналата година, е Helio X30, който е декарен процесор, насочен към първокласни телефони.Това включва две рамо Cortex-A73 CPU ядра, работещи до 2.5 GHz, четири ядра Cortex-A53, работещи до 2.2 GHz и четири ядра A35, които могат да работят до 1.9 GHz, заедно с графиката на PowerVR Series 7xt на въображение.Това е интересен чип, произведен в 10nm процеса на TSMC и натиска идеята, че повече ядра могат да бъдат по -гъвкави.Сред телефоните обявиха, че използването на това са Meizu Pro 7 Plus с двойни екрани и Vernee Apollo 2 (8MP предна камера, 16MP + 13MP задни камери)).

Миналата година Mediatek обяви два процесора на средния пазар, Helio P23 и P30, насочени към глобалните пазари, а Китай специално, всеки с осем ядра Cortex-A53, работещи на 2.53 GHz и Mali G71 MP2 графика.Това са чиповете, които P60 е предназначен да замести, и предлага повече мощност и активира серия от нови функции.

P60 предлага повече производителност и се връща към големия.Малката конфигурационна ръка и Mediatek избутаха през предишни години, комбинирайки четири от по-мощната Arm Cortex-A73 до 2 до 2.0 GHz с четири от по-ефективните ядра Cortex-A53, също на 2.0 GHz.Към тях се присъединяват Arm Mali G72 NMP3 GPU с до 800 MHz и всички се контролират от четвъртата версия на технологията CorePilot на Mediatek за планиране, където задачите работят.В сравнение с P23 и P30, Mediatek казва, че P60 предлага 70 процента подобрение на производителността както в процесора, така и в GPU операциите.

Mediatek също се качва на лентата на AI, като P60 включва своята платформа Neuropilot за хардуерно ускорение на невронната мрежа.Това поддържа Google Android Neural Network (NN) и общите AI рамки, включително Tensorflow, Tensorflow Lite, Caffe и Caffe 2.Това е ефективно специализиран процесор за цифрови сигнали, способен на 280 GMAC (милиарди многократни операции в секунда).Той е проектиран да се използва за неща като разпознаване на лицето за отключване на телефон (нещо, което сме виждали в телефоните от висок клас, но не и в телефоните със среден обхват досега), и разпознаването на обекти, дори във видеоклипове, при 60 кадъра в секунда.

В допълнение, P60 има редица нови функции на изображението, включително три процесори за сензори на изображението, които могат да поддържат конфигурация с двойна камера от 16 и 20 MP сензора или една камера с до 32 MP.(Все още не съм виждал телефон в производство със сензор за камера с толкова много мегапиксели, но те уж идват.) Тези сензори добавят характеристики за намаляване на шума, заедно с боке в реално време (замъгляване на фона, използван в портретни режими).

Чипът включва модем, който поддържа изтегляния от категория 7 (с до 300 Mbps) и качване на категория 13 (до 150 Mbps с 2 агрегация на носители).Произвежда се в 12nm FinFET процеса на TSMC, който компанията казва.

Разпръскване

Разпръскване, който прави модемите, продадени предимно на китайския пазар, обяви партньорство с Intel, което ще използва 5G модем на Intel и съвместими с Ръка процесори.Това все още е на няколко години, така че все още не са налични подробности.

Обърнете внимание, че докато Разпръскване не се вижда много в САЩ, той проследява само Qualcomm и Mediatek на търговския пазар за преработватели на приложения.Той най-вече продава продукти с Ръка CPU и свой собствен 4G модем, но има сделка и е собственост на малцинство от Intel.Това доведе до чип с модема на Intel CPU и Разпръскване (обратното на новото съобщение).

Ръка

Разбира се, не само производителите на чипове виждат AI като следващата голяма вълна, а компаниите, които правят IP, също правят голям тласък в тази област.

Ръка, най -успешният от създателите на IP, обяви набор от IP за машинно обучение миналия месец, включително както хардуер, така и софтуер, и натисна това на Mobile World Congress.

Озаглавен Project Trillium, това включва процесорни дизайни (IP) както за машинно обучение (ML), така и за откриване на обекти (OD), заедно с нова софтуерна библиотека.

ML процесорът е проектиран да седи в рамките на процесор за приложения и да работи до процесора, GPU и ядрото на дисплея.Софтуерната библиотека, известна като Ръка NN (невронна мрежа), е проектирана да поддържа рамки като Tensorflow, Caffe и Android NN.Това дава възможност на тези приложения да преминават само през софтуера на съществуващите процесори, които имат Ръка процесори и графики;Въпреки че, разбира се, той ще бъде ускорен значително, когато се изпълнява на процесори, които включват ML ядрата.Софтуерът на трети страни също ще работи върху основата на процесора.Arm казва, че ML Core е проектирано от самото начало, за да работи невронни мрежи.Той може да стартира както 8, така и 16-битови приложения, въпреки че тенденцията е да се съсредоточи върху 8-битовата за простота.

OD процесорът е проектиран да седи заедно с процесор за сигнализиране на изображение (ISP), за да осигури откриване на обекти с ниска мощност, специално за приложения като движение за откриване и проследяване на лицето.Това е специален хардуерен блок, проектиран да се използва с нови сензорни технологии като стереоскопични камери.

Arm каза, че новият IP ще бъде достъпен за преглед на програмисти през април и ще бъде като цяло по -късно тази година, но като се има предвид типичен времеви цикъл, е малко вероятно новите процесорни ядра да се появят в чиповете до 2019 г. или по -късно.Разбира се, софтуерът, който работи върху съществуващи ядра, може да бъде внедрен много по -рано.

Ръка също натисна някои нови решения за Интернет на нещата, включително ново SIM решение, наречено Kigen, проектиран да бъде изграден вътре в SOCS за устройства с ниска мощност, които да заменят днешните физически SIM карти.

Технологии за въображение

Въображението, известно със своята PowerVR графика, обяви своя IP за невронни мрежи миналата есен, PowerVR 2nx Neural Network Acceleration (NNA).Това е гъвкава архитектура с един до осем ядра, всяка от които може да има 256 8-битови мултиплей-акумулационни единици (Macs).Въображението каза, че може да се представи над 3.2 трилиона операции в секунда.

Сева

Други доставчици на IP също влизат на пазара.CEVA, която е известна със своите DSP ядра, току -що обяви Neupro, семейство от AI процесорни ядра, предназначени за Edge устройства.Те надграждат процесорите, които фирмата е продала в областта на Computer Vision, и използват рамката на CDNN за различни „AI процеси.„Това ще работи с общите рамки за машинно обучение и ще ги преобразува, за да работи на мобилни процесори за инфекция.Компанията планира процесори от 2 до 12.5 Teraops в секунда (TOPS), предназначени за продукти, наблюдение и ADAS (за автономни превозни средства).CEVA каза, че един основен автомобилен клиент планира да даде възможност за 100 върха на производителността, използвайки по -малко от 10 вата мощност.Лицензирането ще започне през втората половина на тази година.

CEVA също обяви своята Pentag платформа на DSP за 5G Baseband модеми.Компанията казва, че настоящите му DSP са в 40 процента от телефоните в света, обхващащи около 900 милиона телефона годишно, а в модеми от Intel, Samsung и Разпръскване.Новата платформа има повече AI, използвана особено за „адаптиране на връзката.„В 5G света телефоните могат да имат множество връзки към базова станция, а Сева казва, че неговият хардуер и софтуер помагат да се определи най -добрата връзка на всеки няколко милисекунди.Това може да спести много мощност в сравнение с използването само на софтуер.Това не е DSP или невронна мрежа с общо предназначение, а по-скоро един, създаден специално за комуникации.Току -що беше обявено и трябва да бъде наличен през третото тримесечие.

CEVA също прави голям тласък за DSP на пазара на базови станции 5G и каза, че до 50 процента от 5G нова радио инфраструктура ще използват DSP IP на компанията, включително системи от Nokia и ZTE.

Get Our Best Stories!

Sign up for What's New Now to get our top stories delivered to your inbox every morning.

Този бюлетин може да съдържа реклама, сделки или партньорски връзки.Абонирането на бюлетин показва вашето съгласие за нашите Условия за ползване и Политика за поверителност.Можете да се отпишете от бюлетините по всяко време.

Вашият абонамент е потвърден.Следете входящата си поща!