À la fin de l’année dernière, lors d’un séminaire technique à Hawaï, Qualcomm a officiellement annoncéNouveau processeur phare Snapdragon 855, axé sur la 5G, l'intelligence artificielle (IA) et la réalité mixte (XR), avec notamment l'introduction du moteur d'intelligence artificielle Snapdragon AIE de quatrième génération, une amélioration des performances de l'IA par trois, la première introduction d'un processeur de signal d'image de vision par ordinateur, la prise en charge des formats d'image HDR3+ et HEIF, et l'ajout de fonctions applicatives telles que l'enregistrement en mode portrait 10K HDR en temps réel. Outre les performances, ce processeur se concentre également sur cinq technologies clés : connectivité, performances, IA, prise de vue et divertissement, améliorant ainsi l'expérience applicative immersive globale.
Au CES 2019, j'ai effectué des tests supplémentaires sur un appareil de conception de référence équipé du processeur Snapdragon 855, y compris des tests de performances globales du processeur et des tests de puissance de calcul d'intelligence artificielle, pour anticiper les performances réelles de la première vague d'appareils disponibles dans le commerce utilisant ce processeur phare.
Comme indiqué précédemment, le Snapdragon 855 est construit sur la technologie FinFET 7 nm de TSMC et intègre le nouveau cœur CPU personnalisé Kryo 485, le DSP Hexagon 690 et le processeur d'application Spectra 380. Il intègre également le mode d'application du moteur d'intelligence artificielle Snapdragon AIE, ce qui représente un gain de performances de 845 % par rapport au Snapdragon 45 de génération précédente. Le nouveau GPU Adreno 640 bénéficie également d'un gain de performances de 20 %, ce qui témoigne d'une amélioration significative des performances de calcul globales par rapport à ses concurrents.
Un autre atout du Snapdragon 855 réside dans son intégration avec le moteur d'intelligence artificielle Snapdragon AIE de quatrième génération, améliorant ainsi les performances globales de l'IA. Cette intégration s'applique à la prise de vue, à l'accélération des applications, à la reconnaissance oculaire et vocale, à la suppression du bruit aérien, à la vision par ordinateur et à d'autres applications. Cela permet aux téléphones mobiles et autres applications fonctionnelles d'optimiser leur efficacité d'exécution et de réduire le gaspillage de ressources informatiques des éléments de traitement tels que le CPU, le GPU ou le DSP, diminuant ainsi les temps d'attente et les pertes de puissance.
Cependant, Qualcomm a également reconnu que les méthodes actuelles de mesure de la puissance de calcul de l'IA reposent principalement sur les performances globales de composants tels que le processeur, le processeur graphique et le processeur numérique (DSP). Il est donc difficile de refléter l'impact réel de la puissance de calcul de l'IA sur l'expérience utilisateur à partir d'un seul point de données. De plus, les technologies d'IA existantes, conçues pour répondre à des besoins différents, ont des priorités de calcul différentes, et certaines disposent même de modèles de calcul d'IA adaptés à des applications spécifiques. Par conséquent, les comparaisons ne peuvent pas être effectuées avec la même méthode de calcul.
Bien que lors de ce processus d'évaluation, Qualcomm ait déclaré qu'il existe des outils de test disponibles sur le marchéOn ne peut toujours pas expliquer pleinement la puissance de calcul de la technologie de l’intelligence artificielle.Face au développement constant des technologies d'intelligence artificielle et de leurs différents modes de calcul, il est difficile d'interpréter les meilleures performances à l'aide d'un seul outil. Cependant, afin de permettre une comparaison plus intuitive des puissances de calcul de l'intelligence artificielle, l'analyse de vision par ordinateur, l'apprentissage et d'autres applications sont utilisés en interne pour comparer les différences de puissance de calcul avec et sans l'intelligence artificielle. Cependant, ces applications sont principalement utilisées pour comparer un même processeur.
Qualcomm souligne également que même si les outils de mesure de l'IA existants affichent de bonnes performances, cela ne signifie pas nécessairement que le CPU, le GPU, le DSP et les autres composants informatiques du processeur sont bien conçus. Il se peut que le modèle de calcul du processeur corresponde à la méthode d'exécution de l'outil de mesure de l'IA (par exemple, en utilisant un composant NPU indépendant pour gagner des points supplémentaires), ce qui se traduit par un score global significatif. Cependant, les performances réelles des composants informatiques individuels, tels que le CPU, le GPU et le DSP, ne sont pas claires, ce qui rend difficile l'évaluation des performances globales du processeur.
Un autre point clé du Snapdragon 855 estConçu pour les applications connectées 5GCependant, la conception actuelle n'intègre pas encore la puce Snapdragon X5 50G au processeur, et celle-ci est principalement utilisée en mode combiné autonome. De plus, l'environnement de test n'ayant pas spécifiquement configuré les ressources réseau 5G, elle n'a pas été incluse dans le processus de test. Cependant, les objectifs de développement de Qualcomm à partir de cette année seront bel et bien d'utiliser le Snapdragon 855 avec le réseau 5G pour favoriser le développement d'expériences plus immersives.
Test des fonctionnalités du processeur Snapdragon 855
Concernant la plateforme processeur, le Snapdragon 855 utilise le nouveau cœur CPU personnalisé Kryo 485, le processeur DSP Hexagon 690 et le processeur ISP Spectra 380, tout en intégrant le mode d'application du moteur d'intelligence artificielle Snapdragon AIE. Il bénéficie d'une amélioration de 845 % des performances par rapport au Snapdragon 45 de génération précédente, et de 640 % grâce au nouveau GPU Adreno 20. De plus, Qualcomm souligne que le Snapdragon 7 offrira des performances plus stables que les autres processeurs fabriqués avec la technologie de gravure 855 nm de TSMC.
Le cœur de processeur personnalisé Kryo 485 utilisé cette fois-ci possède un ensemble de « cœurs principaux » avec une horloge de fonctionnement de 2.84 GHz, trois ensembles de « cœurs de performance » avec une horloge de fonctionnement de 3 GHz et quatre ensembles de « cœurs d'économie d'énergie » avec une horloge de fonctionnement de 2.42 GHz, formant une conception d'architecture multi-cluster.Architecture Arm DynamIQIl forme une conception de configuration de cœur « 1+3+4 », dans laquelle le « cœur principal » adoptera trois compositions d'horloge de fonctionnement différentes pour améliorer les meilleures performances pour différentes exigences de calcul, tandis que le « cœur de performance » adopte la conception d'architecture de cœur grand et petit BIG.little, correspondant à des performances de sortie plus stables, et le « cœur d'économie d'énergie » est construit dans la version avancée de la forme aSMP, fournissant principalement des performances de base pendant le fonctionnement normal, tout en garantissant des performances d'économie d'énergie et correspondant à une distribution de performances plus raffinée.
Grâce à la conception Arm DynamIQ, la configuration du cœur de calcul de la plate-forme de calcul du processeur Snapdragon 855 peut être plus affinée, permettant au plus grand cœur d'atteindre des performances de pointe lorsque cela est nécessaire et de maintenir un fonctionnement stable grâce à trois ensembles de cœurs de performance, tandis que les quatre ensembles de cœurs à économie d'énergie peuvent économiser de l'énergie pendant les opérations normales du téléphone mobile.
Dans cette conception utilisant l'architecture DynamIQ, Qualcomm a divisé l'architecture principale en un seul « cœur principal » afin de répondre aux besoins de performances maximales instantanées, comme l'activation des applications ou l'utilisation optimale des fonctionnalités. Le « cœur de performance » offre des performances stables, complétées par le « cœur d'économie d'énergie » pour les scénarios d'exploitation courants. La principale préoccupation de la séparation du « cœur principal » est d'éviter que la fréquence d'horloge maximale du processeur ne soit limitée par des mécanismes de protection thermique, permettant ainsi au processeur de toujours fournir des performances optimales via le « cœur principal ».
L'accélération GPU Adreno peut augmenter la vitesse de calcul de l'IA de 50 % grâce à l'unité arithmétique et logique (ALU), optimisant ainsi les applications côté appareil telles que le traitement vocal, la capture d'images, le traitement de contenu et la réalité mixte. L'intégration avec l'API NN d'Android et d'autres frameworks de calcul d'IA améliore encore les performances de divers services et applications d'IA.
D'autres fonctionnalités incluent l'ajout d'un nouvel accélérateur TensorFlow au DSP Hexagon 690 pour améliorer le calcul des applications d'IA, de nouvelles capacités de calcul de vision par ordinateur au Spectra 380 ISP et l'intégration native d'une conception de reconnaissance d'empreintes digitales sous l'écran à capteur sonique 3D conçue par ultrasons, ainsi que la technologie de charge rapide Quick Charge 4+.
Test des performances du Snapdragon 855
Ce benchmark utilise Antutu v7.1.1, Geekbench v4.3.0, GFXBench 4.0.x, ES 3.1 et 3DMark pour mesurer les performances du processeur, du processeur graphique et du DSP, et obtenir un score global. Les benchmarks web incluent également Octane v2.0, Jetstream v1.1 et Speedometer.
Pour tester les performances de l'IA, Qualcomm a utilisé l'outil ETH AI Benchmark 2.1.1, un outil de mesure développé par l'École polytechnique fédérale de Zurich qui évalue la plupart des technologies d'IA actuelles, ainsi que le Master Lu AIMark v1 développé par la société chinoise Qilu Technology. Qualcomm a également utilisé l'outil AI Engine DEMO, développé par son équipe interne, pour démontrer les différences de performances entre les systèmes utilisant l'IA et ceux qui n'en utilisent pas.
La méthode utilisée cette fois-ciModèle de conception de référence Snapdragon 855, dont le design est fondamentalement identique à celui présenté précédemment au Symposium technologique d'Hawaï. Outre son design fin et léger, qui démontre les faibles émissions de chaleur et la faible consommation d'énergie du processeur Snapdragon 855 utilisant la technologie FinFET 7 nm, il présente également des concepts potentiels pour les futurs téléphones portables, tels que des écrans grand format avec des bordures plus étroites, des écrans hétérogènes et des applications multi-objectifs.
Cependant, les performances réelles peuvent encore varier à l'avenir en raison de la conception des différentes marques et modèles. Par exemple, l'année dernière, les téléphones mobiles commercialisés par différentes marques et équipés du processeur Snapdragon 845 présentaient des performances de calcul globales différentes en raison de facteurs tels que les mécanismes de refroidissement interne.
Résultats des tests des outils courants de mesure de la performance (cliquez sur la vignette pour l'agrandir) :
Résultats des tests de l'outil de mesure de la puissance de calcul de l'intelligence artificielle (cliquez sur la vignette pour l'agrandir) :
La puissance de calcul de l'IA du Snapdragon 855 a été mesurée à l'aide d'un modèle de référence avec une fréquence d'horloge standard et une version overclockée. Le modèle de comparaison ne faisant pas de distinction spécifique entre les versions standard et overclockée, seul le score de la version standard a été utilisé à des fins de comparaison.
