Google Tensor vs. Qualcomm Snapdragon 888: a batalha pelo melhor chipset

O Pixel 6 e o ​​Pixel 6 Pro são os dois primeiros dispositivos a vir com o chip de silício Tensor personalizado do Google, em vez do Snapdragon 888 convencional. No evento de lançamento do Pixel 6, o Google dedicou a maior parte de seus esforços detalhando o novo Tensor system-on-a-chip (SoC). Saudando-o como o chipset móvel mais poderoso, o Google disse que aplicou seu conhecimento de aprendizado de máquina (ML) para trazer recursos de IA a bordo para um smartphone com o novo chipset. A afirmação será posta à prova eventualmente quando os analistas compararem com o chipset premium da Qualcomm – o Snapdragon 888 e Snapdragon 888 Plus – e o mais recente chip A15 Bionic da Apple.

Com o Pixel 6, o Google pode finalmente estar pronto para enfrentar a Apple, e uma arma vital neste confronto será seu sistema tensor customizado no chip. Mas antes que possa desafiar o cachorro grande, primeiro, precisamos ver como o Google Tensor se compara ao Qualcomm Snapdragon 888.

Por que Tensor em primeiro lugar?

O Google Pixel 6 nunca foi um segredo bem guardado. Antes do lançamento, havia muitos vazamentos convincentes e certificações oficiais revelando os principais detalhes sobre os próximos smartphones. O Google até anunciou formalmente o chip Tensor mais de dois meses antes do lançamento e, mais tarde, apresentou o design do Pixel 6 e do Pixel 6 Pro em sua loja offline na cidade de Nova York. Portanto, o Google, em vez disso, usou a maior parte do seu tempo no evento de lançamento falando sobre as virtudes do Tensor.

O Pixel – como evidenciado por seu nome – tem se dedicado não apenas a melhorar a fotografia em smartphones na linha, mas também a abrir APIs para outros fabricantes adotarem para obter melhores fotografias em seus dispositivos. Enquanto toda a indústria de smartphones conta com sensores de câmera maiores e maior contagem de megapixels em sua câmera de smartphone carro-chefe, o Google sempre enfatizou que seus algoritmos de fotografia computacional podem superar os avanços em termos de hardware de câmera ao longo da história da família Pixel.

Mas, apesar dos recursos avançados do software, a hesitação do Google em atualizar os sensores da câmera em seus dispositivos principais levou a uma rápida queda no interesse pelos telefones Pixel. A gigante da tecnologia está finalmente fazendo esforços conscientes para resolver isso, optando por um hardware de câmera muito aprimorado para complementar seu excelente software de câmera. No entanto, todos esses esforços não seriam tão eficazes quanto são com o chipset personalizado do Google, que permite maximizar a eficiência do desempenho dos novos telefones Pixel.

Mergulhando no hardware

A equipe do Google Silicon descreveu alguns detalhes do novo Tensor SoC, incluindo seu design, contagem de núcleos e recursos de segurança dedicados. Isso confirma muitos dos vazamentos e especulações que conhecemos do chip Tensor, que era anteriormente tratado por seu codinome, "Whitechapel". Os parágrafos a seguir discutem seus detalhes.

CPU tri-cluster de 8 núcleos com borda

Como a maioria dos outros fabricantes de chips, o Google licenciou o IP da ARM para projetar um silício móvel personalizado. O Google Tensor é equipado com uma CPU de oito núcleos composta por dois núcleos ARM Cortex-X1, dois núcleos Cortex-A76 e quatro núcleos Cortex-A55 baseados em um design de 5 nm, revelou a empresa à ArsTechnica .

Com base nessas informações, podemos ver por que o Google Tensor é apontado como tendo uma vantagem sobre outros chipsets concorrentes, como o Exynos 2100 da Samsung e o Snapdragon 888 ou Snapdragon 888 Plus . Ambos os outros chipsets também apresentam um design tri-cluster, como Tensor, mas vêm com um único núcleo ARM Cortex-X1 junto com três núcleos Cortex-A78 e quatro núcleos Cortex-A55.

Aqui está uma rápida comparação da configuração do núcleo da CPU e velocidades de clock para diferentes núcleos nos chipsets Google Tensor, Snapdragon 888, Snapdragon 888 Plus e Exynos 2100:

Tensor prioriza eficiência

Phil Carmack, vice-presidente do Google e gerente geral do Google Silicon, disse à ArsTechnica o raciocínio da empresa por trás da escolha de dois núcleos Cortex-X1 da ARM em vez de apenas um. Carmack diz que a CPU será capaz de dividir a carga entre os dois núcleos Cortex-X1, mesmo para tarefas moderadamente significativas, e isso contribuirá para um desempenho mais eficiente.

Carmack ilustra um caso de uso compartilhando um exemplo de câmera. Da gravação à renderização e da detecção do Google Lens à função de aprendizado de máquina, várias tarefas acontecem ao mesmo tempo quando a câmera está sendo usada. Como resultado, vários componentes do SoC são necessários para trabalhar em harmonia. Além do hardware da câmera, a CPU, a GPU, o ISP (Processador de Sinal de Imagem) e a unidade de processamento ML combinam forças para contribuir para uma experiência de câmera sem atrasos.

Se o Google ficasse com um único núcleo Cortex-X1 de desempenho no Tensor – como é o caso com suas contrapartes Snapdragon e Exynos, essa carga de trabalho cairia para os núcleos Cortex-A76 “médios” rodando em capacidade total, mas ainda assim atrasaria. Em contraste, dois núcleos Cortex-X1 podem executar a mesma carga de trabalho com maior eficiência e menor consumo de energia do que os núcleos médios. Uma maior eficiência energética durante a execução de tarefas se traduz em menor geração de calor e um melhor backup de bateria.

Notavelmente, o Pixel 5 ou o Pixel 4a 5G, que usava o chipset Snapdragon 765G, foram afetados por graves problemas de aquecimento, especialmente durante o uso da câmera. Uma arquitetura de CPU customizada, portanto, deveria – em teoria – permitir que o Pixel 6 e o ​​Pixel 6 Pro aloquem recursos de maneira mais otimizada.

Por um lado, embora o Google opte por ir all-in com dois núcleos Cortex-X1 em vez de um, é um pouco chocante ver o Tensor usando núcleos médios de pelo menos três gerações. O Snapdragon 888 e o Exynos 2100 usam núcleos médios baseados no Cortex-A78, que é relativamente mais eficiente do que o Cortex-A76 implantado no Tensor. O Google, infelizmente, não se preocupou em oferecer nenhum raciocínio sólido para isso.

Além disso, para operações de baixa intensidade, como manter o Always-On Display (AOD) e Now Playing, o Google Tensor tem um Hub de contexto especial. Mais uma vez, uma unidade dedicada para tarefas com baixo consumo de energia é um passo em direção a mais eficiência energética.

O Google Tensor SoC usa uma GPU de 20 núcleos e um modem Samsung 5G

Junto com o design de CPU ajustado, o Google Tensor foi relatado anteriormente para apresentar uma GPU Mali-G78 – a mesma que o Exynos 2100 . O Google afirma que este é um processador gráfico de 20 núcleos, especialmente projetado para oferecer desempenho de jogo premium. Ele também afirma que o GPU tem um desempenho 370% melhor do que o do Pixel 5. O desempenho no mundo real só será conhecido quando tivermos os dispositivos para rodar benchmarks gráficos e testar jogos neles.

O Google Tensor provavelmente dependerá do modem Exynos 5123 da Samsung para seus recursos 5G na maioria dos mercados, em vez de optar por um modem Qualcomm. Pistas apontando para a existência de um modem Samsung no Google Pixel 6 e no Pixel 6 Pro foram detectados pela primeira vez no Android 12 beta pela XDA e posteriormente confirmados em um relatório da Reuters .

O modem Exynos suporta frequências Sub-6GHz e mmWave 5G . Mas descobertas recentes sugerem que apenas certas variantes de portadora bloqueada do Pixel 6 suportam ambos os tipos de sinais 5G, enquanto os modelos desbloqueados suportam apenas 5G Sub-6GHz. Isso significa que nem todos os modelos do Pixel 6 serão criados iguais, mas Erika Rawes, da Digital Trends, diz que isso realmente não importa .

Portanto, o Google Pixel 6 desbloqueado NÃO suporta mmWave 5G. É apenas inferior a 6 GHz. O modelo da Verizon (ainda não tenho certeza sobre AT & amp; T e T-Mo) inclui mmWave no Pixel 6, e é por isso que custa US $ 100 a mais do que o modelo desbloqueado. # GooglePixel6Pro #GooglePixel

& mdash; Z (@ericmzeman) 19 de outubro de 2021

O Google Tensor é grande em segurança

O chipset Google Tensor apresenta a segunda geração de seu chip de segurança dedicado – o Titan M2. O Titan M2 é o sucessor do chip de segurança Titan de primeira geração que está presente nos smartphones Pixel premium desde o Google Pixel 3. O Google diz que o novo chip de segurança é projetado para proteger dados confidenciais, como senhas e PINs, contra violações online como bem como técnicas de ataque físico, incluindo "análise eletromagnética, falha de tensão e até mesmo injeção de falha de laser".

Junto com o chip Titan M2, os smartphones Pixel 6 também apresentarão um Tensor Security Core – um subsistema baseado em CPU que é especialmente projetado para executar tarefas confidenciais de forma isolada para que outros aplicativos tenham acesso a esses dados.

AI é o objetivo principal do Tensor

Apesar das alegações sobre seu desempenho, o Google não construiu um silício customizado para oferecer uma eficiência de energia maior do que a Qualcomm ou outros concorrentes. O principal motivo, como o Google compartilhou sem desculpas, é fornecer uma plataforma estável e segura para executar tarefas de inteligência artificial (IA) e aprendizado de máquina (ML) no próprio smartphone, sem depender de uma infraestrutura em nuvem. Na verdade, o chipset deriva seu nome das Unidades de Processamento de Tensor do Google ou processadores acelerados por IA usados ​​em seus data centers.

Em retrospecto, o Google pode estar dando dicas sobre um SoC personalizado, introduzindo chips centrados em IA dedicados, incluindo o Pixel Visual Core e o Pixel Neural Core.

Além da CPU otimizada, o Google Tensor SoC também apresenta uma TPU dedicada – comumente conhecida como NPU ou unidade de processamento neural – para executar aplicativos baseados em IA no Pixel 6 e no Pixel 6 Pro. Por causa de sua natureza e da experiência do Google com aprendizado de máquina, o Tensor foi projetado para executar modelos de aprendizado de máquina nos próprios dispositivos.

Essa arquitetura avançada permite que o Tensor realize tarefas complexas, como o Reconhecimento Automático de Fala (ASR), que traduzirá ativamente qualquer outro idioma para o idioma padrão do seu telefone em aplicativos como Mensagens, WhatsApp e Gravador ou mesmo ferramentas como Live Caption. Além disso, o reconhecimento de voz aprimorado também permite que o Tensor interprete pausas e pontuações na fala com mais precisão e usando apenas metade da potência dos smartphones Pixel anteriores.

Além de um melhor processamento de fala, o Tensor traz melhorias significativas para a fotografia. Em primeiro lugar, o chipset agora facilita a videografia computacional – além da fotografia – usando o HDRNet do Google. Esse algoritmo de aprendizado de máquina garante que o Pixel 6 e o ​​Pixel 6 Pro capturem as cores mais vivas e precisas em cada quadro. O Tensor também facilita recursos como Face Unblur – para corrigir rostos borrados em fotos em movimento, Magic Eraser – para remendar objetos indesejados de imagens e uma melhor percepção de tons de pele para pessoas de cor.

Por que o Tensor é essencial para o Pixel?

Como o Google repetiu incansavelmente durante o evento de lançamento do Pixel 6, a Tensor garante que os mais recentes avanços do Google em IA podem ser entregues diretamente em seus telefones celulares mais recentes e futuros. Isso seria difícil de conseguir com um SoC genérico como o Snapdragon 888, especialmente com controle limitado sobre o processo de design do chipset da Qualcomm.

Outra razão pela qual o Google escolheu um SoC personalizado com dois núcleos ARM Cortex-X1 em vez de apenas um é para garantir mais eficiência de energia e menos perdas relacionadas ao calor. Ao contrário dos smartphones anteriores do Google, como o Pixel 5, os novos smartphones Pixel 6 são menos propensos a esquentar durante a execução de tarefas de rotina, como a captura de vídeo 4K. O Snapdragon 888 e o Exynos 2100 também foram criticados por um gerenciamento de calor deficiente para compensar o alto desempenho inicial. No entanto, maiores quantidades de calor por períodos prolongados podem levar ao estrangulamento e, eventualmente, reduzir o desempenho, perdendo assim o objetivo principal de desempenho superior.

Uma última razão por trás da escolha do Google de um SoC personalizado é chamar a atenção do mundo para seus esforços para recuperar seu domínio perdido no mundo dos smartphones. As maiores marcas de smartphones, incluindo Samsung, Apple e Huawei, já fazem seus próprios chipsets personalizados, enquanto a OPPO também está trabalhando em seu chipset personalizado . Tudo isso torna essencial para o Google ir além e provar sua competência para permanecer relevante na indústria de smartphones.