Мобільний чіп Google Tensor: прорив чи ні?
| | | |

Мобільний чіп Google Tensor: прорив чи ні?

У 2021 році відбулася знакова подія – компанія Google показала світові свій перший мобільний чіп під назвою Tensor. Перший млинець не вийшов комом — чіп виявився цікавим та конкурентоспроможним рішенням. Розберемося, що демонструє Tensor і чим він кращий чи гірший від конкурентів. Передумови створення Смартфони від компанії Google з’явився не вчора — перша ластівка під…

У 2021 році відбулася знакова подія – компанія Google показала світові свій перший мобільний чіп під назвою Tensor. Перший млинець не вийшов комом — чіп виявився цікавим та конкурентоспроможним рішенням. Розберемося, що демонструє Tensor і чим він кращий чи гірший від конкурентів.

Передумови створення

Смартфони від компанії Google з’явився не вчора — перша ластівка під назвою Nexus One «злетіла» у 2010 році і швидко набула популярності. Наступні моделі лінійки Nexus лише посилювали позиції “гуглофонів”.

У 2016 році серія Nexus поступилася місцем новій лінійці Pixel . Моделі Pixel і Pixel 2 спричинили фурор і задерли планку якості мобільної фотографії до небачених раніше висот.

У 2020 році вийшла модель Pixel 5 , яка була неоднозначно зустрінута мобільним співтовариством. Справа в тому, що в «гуглофонах» завжди використовувалися топові SoC від компанії Qualcomm, але Pixel 5 раптово порушив цю славну традицію і базувався на середньому в усьому процесорі Snapdragon 765G, який поступався навіть флагманським рішенням 2018 року.

Походження та архітектура Tensor

Думки про створення власної однокристальної системи у компанії Google зародилися кілька років тому. Вже за часів перших моделей Pixel компанія розуміла, що за штучним інтелектом ( ІІ ) та машинним навчанням ( МО ) стоїть майбутнє. За словами Google, стандартні рішення мобільних чіпмейкерів не дозволяли реалізувати завдання, які хотіла бачити компанія у своїх смартфонах.

Відповідно до власних матеріалів Google, чіп Tensor – це однокристальна система, яка була розроблена компанією повністю самостійно. Однак авторитетні ресурси типу Anandtech та Androidauthority стверджують, що Tensor з’явився на світ завдяки тісній співпраці компанії Samsung та Google. Tensor підозріло дуже схожий на Exynos 2100 , при прямому зіставленні цих однокристальних систем виявляються деякі подібності.

SoCTensor GS101Exynos 2100
CPU2x Cortex-X1 2.80 ГГц , 2×1024 Кб pL2

2x Cortex-A76 2.25 ГГц , 2×256 Кб pL2

4x Cortex-A55 1.80 ГГц , 4×128 Кб pL2

4 МБ sL3

1x Cortex-X1 2.91 ГГц , 1×512 Кб pL2

3x Cortex-A78 2.81 ГГц , 3×512 Кб pL2

4x Cortex-A55 2.20 ГГц , 4×64 Кб pL2

4 МБ sL3

GPUMali G78 MP20Mali G78 MP14
ОЗУ4×16 біт, 3200 МГц, LPDDR5, 8 МБ системного кешу4×16 біт, 3200 МГц, LPDDR5, 8 МБ системного кешу
ISPHybrid Exynos + Google ISPFull Exynos ISP Blocks + DSP
NPUGoogle edgeTPU, 1066 МГцExynos NPU, 1352 МГц
МедіаGoogle “BigOcean”

4K60 AV1 decoder + Samsung Multi-Function Codec

Samsung Multi-Function Codec
МодемЗовнішній Exynos Modem 5123Інтегрований Exynos Modem 5123
ТехпроцесSamsung 5 нмSamsung 5 нм

Але відмінностей теж багато. Наприклад, у вічі відразу ж впадає різна конфігурація ядер CPU . У сучасних SoC зазвичай використовується трикластерне компонування ядер за схемою 1+3+4, в якій є одне високопродуктивне ядро, три середні ядра та чотири енергоефективні. Інженери Google пішли трохи іншим шляхом, у Tensor використовується схема 2x X1 + 2x A76 + 4x A55.

Замість сучасних ядер A78 застосовуються ядра A76 , які побачили світ ще в 2018 році. Схожий тандем ядер вже використовувався у чіпі Samsung Exynos 990.

Щоб не заплутатися у всіх цих ядрах, техпроцесах та інших характеристиках, ми радимо звернути вашу увагу на цей гайд:

Чому компанія Google вибрала саме ядра A76? Теоретично це може бути пов’язане з фізичним розміром ядер — «сімдесят шостий» значно компактніший за своїх більш сучасних братів. Але якби Google так гналася за енергоефективністю, то могла б використовувати сучасні ядра A78, але на зниженій частоті.

Найбільш правдоподібний варіант вчинку Google виглядає так: компанія просто не мала іншого вибору, і вона взяла те, що змогла реалізувати Samsung. На думку ресурсу Anandtech, «гуглові» ядра А76 і дрібні А55 все ж таки поступаються сучасним рішенням компанії ARM як з енергоефективності, так і за потужністю. Забігаючи наперед, хочеться відзначити, що у другому поколінні Tensor (чіпи використовуються в Pixel 7 та 7 Pro) використовуються ядра A78.

Якщо вірити синтетичним тестам , то в однопотоці Google Tensor може на рівних конкурувати зі Snapdragon 888 або Samsung Exynos 2100, а ось у багатопотоці процесор демонструє рівень MediaTek Dimensity 1200 або Snapdragon 865. на рівні Snapdragon 8 Gen 1.

Мабуть, кілька слів варто сказати і про решту популярних бенчмарків. Під впливом високого навантаження графічна підсистема чіпа дуже швидко “скочується” до рівня Snapdragon 860 (чіп використовується в Poco X3 Pro), але навіть такої продуктивності цілком вистачає для комфортного геймінгу на високих налаштуваннях графіки.

AnTuTu Benchmark v9.5.3 видає 730к очок, що відповідає рівню Snapdragon 870. Тест AiTuTu (тестує ефективність ІІ) показує вражаючі 500к балів.

Тестування чіпа Tensor проводили на прикладі смартфона Google Pixel 6a. Під час тестів апарат знаходився у приміщенні з температурою +23 °C , прогони утилітами здійснювалися на максимальному рівні підсвічування.

Чи не CPU єдиним!

Tensor був створений з урахуванням того, як люди використовують свої смартфони сьогодні і як вони будуть використовувати їх у майбутньому. Оскільки все більше і більше функцій базуються на використанні ІІ та МО, то інженери Google створили спеціальні обчислювальні блоки у своєму чіпі – все заради більш ефективного використання ІІ та МО.

І ось ми плавно підходимо до додаткових блоків чіпа, головною зіркою з яких є TPU – Tensor Processing Unit. Компанія Google підкреслює, що цей чіп допомагає швидше справлятися з такими завданнями, як:

  • переклад мови у реальному часі для титрів;
  • перетворення тексту на мовлення без підключення до інтернету;
  • обробка зображень;
  • інші можливості, що базуються на машинному навчанні.

Фахівці з Google постійно працюють над створенням нових ефективних алгоритмів і функцій, які могли б спростити життя традиційним рядовим користувачам. Пам’ятаєте, яким дубовим був Google Translate на зорі свого розвитку і як круто він перекладає тексти зараз? Розумний переклад став можливим завдяки розвитку штучного інтелекту та машинного навчання.

TPU активно задіюється при обробці фото та відео. У свіжих поколіннях Google Pixel з’явилися цікаві функції, які повністю засновані на ІІ та МО. До них можна віднести HDRnet , Real Tone , Face Unblur , Camouflage та Magic Eraser. Наприклад, за допомогою останньої функції можна видаляти з фотографій непотрібні об’єкти. Для цього достатньо їх обвести або заштрихувати.

Найефективніше функція справляється з простенькими сценами – після застосування Magic Eraser не завжди виходить розпізнати втручання алгоритмів. У складних сценах ІІ нерідко помиляється, але тут нічого не вдієш — «гугловські» чудо-алгоритми на даний момент не досконалі.

А ще умільці з Google зрозуміли, що те чи інше навантаження на чіп потрібно розподіляти по-розумному. Наприклад, коли юзер моделі Pixel знімає відео, то навантаження лягає і на центральний процесор, і на відеоядро, і на ISP, і на TPU, який в реальному часі аналізує зображення і намагається його поліпшити.

Саме під такі середні гетерогенні навантаження заточено Tensor та його планувальник.

Перспективи та висновки

За словами Сундара Піча (CEO компанії Google), чіп Tensor G1 розроблявся протягом чотирьох років . Зрозуміло, Qualcomm та інші компанії теж не сиділи склавши руки протягом цього часу. Наприклад, у топових корейцях зразка 2022 застосовуються чіпи Exynos 2200, побудовані за найсучаснішими технологіями.

Tensor першого покоління не можна назвати проривним чіпом – він не найшвидший і не найенергоефективніший, але все ж таки він зумів зайняти гідну нішу серед конкурентів.

Восени 2022 року Google представила друге покоління свого фірмового чіпа, в якому врахувала свої попередні помилки і постаралася їх виправити. Так, TPU нового Tensor G2 став на 60% ефективнішим за попередника, а старі ядра A76 змінили на сучасні A78 – це дозволило поліпшити енергоефективність і знизити нагрівання чіпа.

Очевидно, що Tensor перших поколінь — це лише початок шляху, а найцікавіше нас чекатиме попереду. Не виключено, що якийсь Tensor G13 виявиться тим самим революційним чіпом, на якому працюватиме Скайнет.

Similar Posts