نبرد بزرگان: مقایسه چهار چیپست اسنپدراگون ۸۸۸، اگزینوس ۲۱۰۰، کایرین ۹۰۰۰ و A14 Bionic

بعد از معرفی چیپست اگزینوس ۲۱۰۰ سامسونگ در جریان نمایشگاه CES 2021، لیست پردازنده‌های پرچمداری که در سال ۲۰۲۱ میلادی قوت‌رسان موبایل‌های هوشمند خواهند بود حالا تکمیل شده است. اگزینوس اکنون همراه با اسنپدراگون ۸۸۸ کوالکام، کایرین ۹۰۰۰ هواوی و A14 Bionic اپل، تبدیل به قلب تپنده موبایل‌های پرچمدار امسال شده است. بنابراین بیایید ببینیم هر چیپست چه برای ما و گجت‌های نسل بعدی‌مان در آستین دارد.

قبل از اینکه به وجوه تمایز بپردازیم، بهتر است که شباهت‌های این چیپست‌ها را از نظر رد کنیم. پیش از هر چیز، هر چهار چیپست با فرایند جدید 5nm EUV به تولید انبوه خواهند رسید. تکنیک‌های جدیدی که در کارخانه‌های سامسونگ و TSMC به کار گرفته شده، امکان ساخت ترانزیستورهایی کوچک‌تر از همیشه را مهیا می‌کند و بنابراین باید منتظر تراکم ترانزیستوری بالاتر و بهینگی بیشتر در مصرف انرژی باشیم. و تمام این‌ها به بهبودهای محسوس در توانایی‌ها، پرفورمنس و عمر باتری موبایل‌های هوشمند منجر خواهند شد.

دومین شباهت نیز حرکت به سمت استفاده از مودم‌های 5G یکپارچه است. به جز A14 Bionic اپل، موبایل‌های هوشمند پرچمداری که طی سال ۲۰۲۱ همراه با یکی از سه چیپست باقی مانده از راه برسند از یک مودم یکپارچه بهره‌مند خواهند بود که روی خود پردازنده تعبیه شده است. این یکپارچگی نیز بار دیگر به نفع پرفورمنس، فضای در دسترس برای قطعات داخلی موبایل و بهینگی در مصرف انرژی منجر می‌شود. هر چهار چیپست ضمنا از شبکه‌های زیر ۶ گیگاهرتز و mmWave پشتیبانی می‌کنند. البته که از نظر قابلیت‌ها شاهد تفاوت‌هایی معنادار هستیم اما موبایل‌های هوشمند نسل بعد در مجموع مزایایی قابل توجه از نظر بهینگی انرژی و عمر باتری به همراه خواهند آورد.

مقایسه مشخصات

از پرفورمنس نسل بعد چه انتظاراتی داشته باشیم؟

یکی از جالب‌ترین مقایسه‌هایی که می‌توان انجام داد، ساختار پردازنده در اگزینوس ۲۱۰۰ و اسنپدراگون ۸۸۸ است. سامسونگ و کوالکام هردو به مشارکت در برنامه ARM CXC پرداخته‌اند و این یعنی که به هسته جدید و بسیار قدرتمند Cortex-X1 دسترسی یافته‌اند. از سوی دیگر، هر دو چیپست از سه هسته بزرگ Cortex-A78 و چهار هسته کوچک‌تر Cortex-A55 نیز بهره می‌برند.

اما در این بین سامسونگ به سراغ کلاک بالاتر در هسته‌های پردازنده خود رفته است. این یعنی باید منتظر برتری اندک اگزینوس ۲۱۰۰ هنگام به اجرا در آوردن اپلیکیشن‌های روزمره باشیم. در هر صورت اما فاکتورهای بیشتری نسبت به سرعت کلاک برای سنجش برتری وجود دارد و چیزهایی مانند هسته‌ها و کش سیستم هم بر پرفورمنس تاثیر می‌گذارند. با توجه به اینکه سامسونگ این بار هسته‌های شخصی‌سازی شده Mongoose را به صورت کامل کنار گذاشته، می‌توانیم منتظر پرفورمنس و مصرف انرژی بسیار نزدیک میان دو چیپست اگزینوس ۲۱۰۰ و اسنپدراگون ۸۸۸ کوالکام باشیم. نخستین بنچمارک‌ها نشان می‌دهند که Cortex-X1 حتی از هسته نسل پیش M5 سامسونگ هم قدرتمند ظاهر می‌شود و بنابراین اسنپدراگون از این منظر قادر به برابری با ساخته کره‌ای‌ها خواهد بود.

به سراغ کایرین هواوی می‌رویم که هسته‌های Cortex-A77 آن سرعت کلاکی حتی بالاتر دارند و این باعث می‌شود که قادر به جبران نواقص مربوط به استفاده از هسته قدیمی‌تر باشد. البته که Cortex-X1 در سناریوهایی که تنها یک هسته مورد استفاده قرار می‌گیرد، با اختلاف فراوان به پرفورمنس بیشتر دست می‌یابد. به صورت مشابه، هسته‌های شخصی‌سازی شده Firestorm اپل هم در بنچمارک‌های تک هسته‌ای به شدت قدرتمند ظاهر می‌شوند. اما سایر چیپست‌ها در دنیای وظایف چند هسته‌ای، فاصله پرفورمنس را بسیار کم می‌کنند، درست مانند چیزی که در نسل قبل شاهد بودیم.

وقتی که صحبت از پرفورمنس گرافیکی باشد نیز ادعاهایی بسیار جاه‌طلبانه به گوش می‌رسد. سامسونگ مدعی شده که به لطف استفاده از پردازشگر گرافیکی ۱۴ هسته‌ای ARM Mali-G78 می‌توانیم منتظر بهبود ۴۰ درصدی پردازش گرافیکی در اگزینوس ۲۱۰۰ باشیم، قیاسی که دارد با پردازشگر گرافیکی ۱۱ هسته‌ای Mali-G77 پارسال صورت می‌گیرد. اما این پردازنده همچنان کوچک‌تر از Mali-G78 موجود در کایرین ۹۰۰۰ است که ۲۴ هسته دارد. البته باید در نظر داشت که عملکرد پردازشگرهای Mali به صورت موازی با شمار هسته‌ها افزایش نمی‌یابد و اینطور نیست که شاهد قدرت پردازش گرافیکی دو برابر بیشتر نسبت به اگزینوس ۲۱۰۰ باشیم. هواوی مدعی شده که پردازشگر گرافیکی‌اش توانسته ۵۲ درصد پرفورمنس بهتر نسبت به اسنپدراگن ۸۶۵ پلاس سال ۲۰۲۰، در بنچمارک GFXBench داشته باشد. اما بنچمارک‌هایی که توسط اشخاص ثالث انجام شده‌اند صحت موضوع را تایید نمی‌کنند.

کوالکام در این بین وعده ۳۵ درصد بهبود پرفورمنس گرافیکی را نسبت به اسنپدراگون ۸۶۵ داده است. در تئوری این موضوع باعث می‌شود که چیپست کوالکام از نظر پرفورمنس در بازی‌ها، در این نسل جلوتر از اگزینوس ۲۱۰۰ و کایرین ۹۰۰۰ باشد. اما اگر سامسونگ توانسته باشد تفاوت‌ها را در پرفورمنس عمومی به حداقل برساند، دیگر امسال شاهد بحث بر سر این نخواهیم بود که ورژن مجهز به اگزینوس موبایل‌های سری گلکسی اس بهتر هستند یا ورژن‌های مجهز به اسنپدراگون.

A14 Bionic اپل هم کمترین بهبود گرافیکی نسبت به نسل پیش را به خود به همراه آورده و حدودا ۸ درصد بهتر از چیپ A13 سال گذشته میلادی ظاهر می‌شود. اما برتری در هر صورت از آن اپل بود و بنابراین کمپانی ساکن کوپرتینو در این نسل هم یارای رقابت را دیگر چیپست‌ها را دارد. فارغ از اینکه کدام چیپست قوت‌رسان موبایل بعدی شما خواهد بود، پرفورمنس گیمینگ روی سیستم عامل اندروید قرار است به شکلی چشمگیر نسبت به سال ۲۰۲۰ بهبود یابد.

برجسته‌ترین ترندها

این روزها، پرفورمنس تنها فاکتوری کوچک در چشم‌انداز چیپست‌های موبایل به حساب می‌آید. پیشرفته‌ترین چیپست‌ها با هوش مصنوعی، قابلیت‌های تصویربرداری گسترده، شبکه‌سازی و دیگر ابعاد ضروری در موبایل‌های هوشمند ما نیز تعریف می‌شوند.

بدون نگاهی عمیق به معماری هر سیستم، نمی‌توان به صحبت چندان راجع به پرفورمنس هوش مصنوعی روی هر چیپست پرداخت و معیار «تریلیون عملیات بر ثانیه» (TOPS) که این روزها از آن صحبت می‌شود هم معیار دقیقی برای سنجش عملکرد نیست. در واقع این سوال مطرح است که هر کدام از این عملیات‌ها دقیقا چه می‌کنند؟ اما فعال می‌توانیم به ارقام ارائه شده نگاهی انداخته و چشم‌انداز بهبودی که در این نسل به ارمغان می‌آید را از نظر رد کنیم.

چیپست A14 اپل پرفورمنس ۱۱ تاپسی هوش مصنوعی را با خود به ارمغان می‌آورد که به معنای بهبود ۸۳ درصدی ۶ تاپس موجود در A13 است. اگزینوس ۲۱۰۰ هم از یک واحد پردازش عصبی جدید بهره‌مند شده که ۲۵ تاپس توان دارد و تقریبا دو برابر بیشتر از توان ۱۵ تاپسی در اگزینوس ۹۹۰ است. اسنپدراگون ۸۸۸ هم به صورت مشابه ۲۶ تاپس توان هوش مصنوعی دارد و بنابراین باز هم شاهد افزایش ۷۳ درصدی نسبت به اسنپدراگون ۸۶۵ با توان ۱۵ تاپس هستیم. هواوی جاه‌طلب‌تر بوده و می‌گوید با واحد پردازش عصبی جدیدش، به پرفورمنسی ۲.۴ برابر بالاتر از توانایی‌های پردازش هوص مصنوعی اسنپدراگون ۸۶۵ دست یافته.

بنابراین هر جا که سر می‌چرخانیم، شرکت‌های تکنولوژی دست به ادعایی بزرگ می‌زنند. غایی‌ترین نکته اینست که اپلیکیشن‌های متکی بر هوش مصنوعی حالا سریع‌تر از هر زمان دیگر اجرا خواهند شد. البته مادامی که اپلیکیشن‌ها از رابط برنامه نویسی درست برای هر پلتفرم استفاده کنند. در این بین، تغییرات محسوس‌تر را می‌توان در دو حوزه تصویربرداری و مولتی‌مدیا مشاهده کرد.

اگزینوس ۲۱۰۰ در این حوزه طلایه‌دار است و همراه با پردازنده سیگنال تصویری از راه می‌رسد که از رزولوشن‌ ۲۰۰ مگاپیکسل دوربین پشتیبانی می‌کند. از سوی دیگر، این پردازنده سیگنال تصویر می‌تواند به صورت همزمان، استریم چهار دوربین را پردازش کند. همین قابلیت پشتیبانی از یک دوربین ۲۰۰ مگاپیکسلی یا سه دوربین ۲۵ مگاپیکسلی به صورت همزمان را در اسنپدراگون ۸۸۸ نیز می‌یابید. سامسونگ و کوالکام هردو از فیلم‌برداری 8K با نرخ ۳۰ فریم بر ثانیه پشتیبانی می‌کنند، اما تنها اگزینوس ۲۱۰۰ است که می‌تواند ویدیوهای 8K با نرخ ۶۰ فریم بر ثانیه را پخش کند و اسنپدراگون به ویدیوهای 8K با نرخ ۳۰ فریم بر ثانیه محدود شده. اما باید منتظر ماند و دید که آیا اصلا از این قابلیت‌ها در موبایل‌های هوشمند استفاده می‌شود ا خیر.

متاسفانه به اطلاعات مشابه در دو چیپست A14 Bionic و کایرین ۹۰۰۰ دسترسی نداریم. اما از آن‌جایی که این چیپست‌ها تنها سر از موبایل‌های اپل و هواوی در می‌آورند، باید منتظر بمانیم و به مقایسه مستقیم دیوایس‌ها با یکدیگر بپردازیم. اما در این لحظه می‌دانیم که هر دو چیپست رابطه‌ای تنگاتنگ میان قابلیت‌های تصویربرداری و هوش مصنوعی برقرار کرده‌اند تا تصاویری با وضوح بهتر حاصل شود.و

برای مثال هواوی به ترکیب قدرت پردازنده سیگنال تصویر و واحد پردازش عصبی در خانواده میت ۴۰ پرداخت تا رنگ‌ها را در سنسور تصویر RYYB خود بالانس کند، قادر به ارائه لرزشگیر تصویر باشد و ابعاد مختلف مجموعه قابلیت‌های XD Fusion را بهبود ببخشد که شامل بهبود تصاویر پرتره، HDR چند فریم و بلور بوکه بلادرنگ در رزولوشن 4K می‌شود. بهبودهای «Deep Fusion» آیفون ۱۲ نیز منجر به تصاویر بهتر در شرایط کم‌نور، ترکیب فریم HDR و زوم نرم‌افزاری بهتر می‌شود.

در این بین سامسونگ هم چند ترفند جدید در آستین دارد. پردازنده فریم و چند دوربین (MCFP) اگزینوس ۲۱۰۰، اطلاعات چهار دوربین مختلف را جمع‌آوری می‌کند تا قادر به بهبود زوم و عملکرد در حالت تصویربرداری فوق عریض باشد. پردازنده سیگنال تصویر و پردازنده هوش مصنوعی نیز به صورت یکپارچه کار می‌کنند تا تشخیص صحنه، چهره و شی بهبود یابد. کوالکام هم قابلیت‌هایی مشابه با اسنپدراگون ۸۸۸ ارائه کرده که از جمله آن‌ها می‌توان به فوکوس خودکار با هوش مصنوعی، نوردهی خودکار، بالانس نور سفید و امکان تشخیص اشیا به صورت مستقیم از سوی پردازنده سیگنال تصویر و برای ویدیوهای 4K اشاره کرد. اما هنوز مشخص نیست که کدام موبایل‌های مجهز به اسنپدراگون ۸۸۸ از این قابلیت‌ها استفاده خواهند کرد.

البته که چیپست‌ها تنها یک فاکتور در تصویربرداری هستند و لنزها و سنسورها هم به همان اندازه مهم تلقی می‌شوند. در سال ۲۰۲۱ به طور یقین شاهد دوربین‌های قدرتمندتر و هوشمندتر در موبایل‌ها خواهیم بود و لیست قابلیت‌ها نیز بلندبالاتر از همیشه می‌شود. به این ترتیب باید منتظر گستره وسیعی از قابلیت‌ها و ساختارهای دوربین در بازار باشیم و هر تولیدکننده به سراغ آن دسته از قابلیت‌هایی خواهد رفت که به نظرش بیشتر برای موبایل‌هایش مناسب است. پس منتظر یک سال هیجان‌انگیز دیگر برای تصویربرداری با موبایل باشید.

از پردازنده‌های موبایل ۲۰۲۱ چه انتظاری داشته باشیم؟

تولید با فرایند ۵ نانومتری و پشتیبانی از شبکه‌های 5G، برجسته‌ترین نکات راجع به پردازنده‌های سال ۲۰۲۱ میلادی هستند. پردازنده‌های ۵ نانومتری کوچک‌تر و بهینه‌تر، به خودی خودی بیشترین بهبود پردازشی‌ای که در نسل‌های اخیر مشاهده کرده‌ایم را به ارمغان خواهند کرد، خصوصا در حوزه گیمینگ. به صورت مشابه، چیپ‌های متراکم‌تر قابلیت‌های هوش مصنوعی، پردازش تصویر و شبکه‌سازی بیشتری در خود جای می‌دهند. هر چهار چیپستی که در این مقاله به صحبت راجع به آن‌ها پرداختیم هوای شما را در پردازش عمومی و هنگام اجرای سنگین‌ترین اپلیکیشن‌های موجود خواهند داشت.

اگر به دنبال خرید موبایلی هستید که برای مدتی طولانی از آن استفاده خواهید کرد و یک چشم‌تان هم به شبکه‌سازی 5G دوخته شده، هر چهار چیپست می‌توانند گزینه‌ای عالی برای این نیازتان باشند. اما آنچه بیشترین اهمیت را دارد، اسمارت‌فون‌هایی است که در نهایت از راه خواهند رسید. اپل و هواوی می‌توانند از ارتباط بسیار نزدیک واحدهای طراحی چیپست و طراحی موبایل در کمپانی خود نفع ببرند و بیشترین کارایی را از قطعات خود بیرون بکشند. سامسونگ هم تا حدی قادر به همین کار است، اما معمولا در اسمارت‌فون‌های خانواده گلکسی به دنبال توازن میان ورژن‌های مجهز به اگزینوس و اسنپدراگون می‌گردد. از سوی دیگر کوالکام هم به شرکای خود یاری خواهد رساند، اما نمی‌تواند آن‌ها را مجبور به استفاده از تمام قابلیت‌های موجود در چیپست اسنپدراگون ۸۸۸ کند. بنابراین تنوع قابلیت‌ها در موبایل‌های هوشمند قرار است بسیار گسترده باشد.

به لطف این چهار چیپست پریمیوم، سال ۲۰۲۱ یک سال عالی دیگر برای موبایل‌های هوشمند خواهد بود. همینطور سالی عالی برای گیمرها و افرادی که از قابلیت‌های چند رسانه‌ای استفاده می‌کنند. بزرگ‌ترین سوال اما اینست که آیا این چیپست‌ها و قابلیت‌هایی که با خود به همراه می‌آورند، بار دیگر به افزایش قیمت موبایل‌های هوشمند منجر خواهند شد یا استفاده از قطعات یکپارچه، هزینه نهایی را کاهش داده است. تحلیل آیفون ۱۲ نشان داده که گذار از فرایند ۷ نانومتری به ۵ نانومتری، هزینه‌هایی بیشتری روی دست اپل گذاشته است. اما از طرف دیگر، قطعات رادیویی حالا قیمت کمتری دارند و می‌توانند به موازنه هرچه بیشتر بینجامند.