کوآلکام چه طور به کریت 450 رسید

S805 سال گذشته با قیمتی بیشتر از S800 و S801 معرفی شد. شاید آخرین تراشه‌ی رده اول در میان تراشه‌های 32 بیتی کوآلکام، همین محصول باشد. نکته‌ی دوم این است که شاید پس از S805 دیگر از هسته‌های پردازنده‌ی اصلی کوآلکام به نام Krait صحبت نشود! عصر کریت در سال 2012 با کریت 200 شروع شد؛ تراشه‌ای مجهز به دو هسته‌ی کریت 200 به نام MSM8960 و در ادامه‌ی تراشه‌های مجهز به هسته‌های Scorpion این سازنده‌ی بزرگ معرفی شد. S4 اولین نسل کریت‌ها را به خدمت گرفت و در ادامه کریت 300 و کریت 400 معرفی شدند و روز به روز پیشرفت کردند.

امروز به کریت 450 می‌رسیم. باز هم یک هسته‌ی 32 بیتی که شاید آخرین عضو کریت‌ها و در تراشه‌ای به نام کامل APQ8084 باشد.

لازم به ذکر است که در تراشه‌های 64 بیتی کوآلکام یعنی S810 به عنوان اولین پرچم‌دار و نیز S615 یا S610 فعلاً از هسته‌های طراحی شده توسط آرم به نام‌های Cortex-A53 و Cortex-A57 و معماری big.LITTLE شنیده‌ایم و خبری از کریت نیست.

کریت 450، هسته‌ای بهینه شده با سرعت 2.7 گیگاهرتزی

هسته‌های کریت 450 با بهینه‌سازی هسته‌های کریت 400 که در S800 و S801 به کار گرفته شده، شکل گرفته است. فرکانس کاری کریت 400 در S801 برابر با 2.45 گیگاهرتز است که کوآلکام طبق معمول برای رند‌کردن، آن را 2.5 گیگاهرتز ذکر می‌کند. در S805 این سرعت به 2.65 گیگاهرتز افزایش یافته است.

تعداد دستوراتی که در یک سیکل کلاک انجام می‌شود تغییری نکرده؛ بلکه افزایش سرعت مدیون بهینه‌سازی تراشه در سطح مدارات است. هر یک از هسته‌ها به صورت جداگانه فعال می‌شوند و سرعتشان تغییر می‌کند.

علت اصلی بهینه بودن توان مصرفی در تراشه‌های قدرتمند کوآلکام تغییر سرعت هسته‌های متعدد به صورت مستقل است

کش سطح دوم 2 مگابایت است که بین  4 هسته به اشتراک گذاشته می‌شود.

راهکار جدید ارتباط تراشه با حافظه، بهینه‌تر و سریع‌تر

تراشه‌ی S805 قرار است در تبلت‌ها و گوشی‌های مختلف استفاده شود؛ لذا کوالکام از تکنولوژی دیگری برای طراحی قطعات مرتبط با آن استفاده می‌کند که در فضای اندک قابل اجرا و کارایی آن بیشتر باشد.

اولین موضوع این است که تراشه‌ی S805 یکی از مدل‌های خانواده‌ی APQ است و همان‌طور که اشاره کردیم، APQ8084 نام دارد؛ لذا مثل تراشه‌هایی که نامشان با MSM شروع می‌شود، دارای مودم مجتمع نیست. در واقع S805 از MEP یا بسته‌بندی جاسازی شده استفاده می‌کند و کوالکام می‌تواند از واسط 128 بیتی برای رابطه با حافظه‌ی DRAM که روی تراشه قرار می‌گیرد، استفاده کند. بدین ترتیب مزایای استفاده از قطعات به صورت بسته‌ای روی بسته‌ی دیگر یا به اختصار PoP در اختیار کوالکام خواهد بود و در ضمن واسط حافظه‌ی عریض‌تر فراهم می‌شود.

اما بیشتر توضیح دهیم که PoP به چه معنی است و چرا بهتر است. توضیحی که کوآلکام در خصوص MEP داده این است که به جای استفاده از محیط تراشه جهت ارتباط با حافظه، می‌توان با استفاده از یک زیرلایه که روی تراشه اضافه می‌شود آن را به حافظه مربوط کرد. البته حافظه‌ای که روی تراشه قرار گرفته باشد. در این صورت سطح بیشتری برای خطوط ارتباطی با DRAM مهیا می‌شود.

در تصویر زیر Stacked Memory حافظه‌ای است که به روی PoP به کار رفته است:

شاید تصور کنید که اگر روی چیپ لایه‌هایی اضافه شود، مشکل انتقال حرارت پیش می‌آید؛ ولیکن کوآلکام می‌گوید مقدار فلزی که استفاده شده در حدی است که روی انتقال حرارت اثر زیادی ندارند.

ارتباط بهینه‌ی حافظه با تراشه از طریق سطح روی تراشه، انتقال حرارت را در حد بسیار کم مختل می‌کند

در نهایت S805 تراشه‌ای است که اگر فضای لازم جهت قرار گرفتن مودم در کنار آن فراهم شود، کوچک است و به راحتی در گوشی‌های باریک امروزی قابل استفاده خواهد بود.

موتور رمزگشایی و رمزگذاری ویدیو

S810 کوالکام تراشه‌ی 64 بیتی قدرتمندی است که قادر به دیکد یا رمزگشایی ویدیوهای فشرده شده با کدک H265 یا HEVC از طریق  شتاب‌دهی سخت‌افزاری است که در سال 2015 وارد بازار می‌شود. دیکد یا تبدیل ویدیوی فشرده شده با کدک‌های پیشرفته‌ای مثل H265 اگر با سخت‌افزار اختصاصی صورت نگیرد و به صورت نرم‌افزاری انجام شود؛ علاوه بر اینکه مصرف انرژی را افزایش می‌دهد و تراشه را داغ می‌کند؛ ممکن است سرعت لازم را هم نداشته باشد و ویدیو به اصطلاح با تیک‌زدن پخش شود.

شتاب‌دهی سخت‌افزاری در دیکد ویدیو، پخش فیلم با سرعت بالا و مصرف کمتر باتری را امکان‌پذیر می‌کند

S810 مزیت دوم را هم دارد و آن اینکد سخت‌افزاری است. مثلاً در فیلم‌برداری با رزولوشن فوق‌العاده بالا مثل 4K می‌توان از این قابلیت استفاده کرد. در S805 تنها دیکد پیش‌بینی شده است که بسیار مفید واقع می‌شود. مخصوصاً که در سال‌های آتی، کدک‌های تحت استاندارد H265 مثل x265، فیلم‌ها را فشرده‌تر و کم‌حجم‌تر از قبل می‌کنند و متداول می‌شوند.

پردازنده‌ی تصویری و بهینه‌سازی بخش دوربین

دوربین گوشی‌های هوشمند یکی از بخش‌های مورد توجه است و برخی از کاربران ارزش بسیار زیادی برای امکانات و کیفیت دوربین یک گوشی قائل می‌شوند.

پردازنده‌ی تصویر یا ISP در کنار حسگر ماژول دوربین و نیز سیستم اوپتیکی یا در واقع مجموعه‌ی لنز قرار می‌گیرد تا دوربین مأموریت اصلی خود را کامل کند.

اینکه پردازنده‌ی تصویر چه قدر سریع باشد و چگونه عمل کند، در کیفیت نهایی عکس‌ها مؤثر است

کوآلکام در تراشه‌ی S805 هم از دو پردازنده‌ی سیگنال تصویری استفاده کرده که نهایت خروجی آن 1.2 گیگاپیکسل در ثانیه است. 2 پردازنده‌ی سیگنال برای آن دسته از کاربرانی که قابلیت تصویر در تصویر یا ویدیو در ویدیو را تجربه کرده‌اند، آشناست. با دو پردازنده‌ی تصویر می‌توان هم‌زمان از دو دوربین سمت جلو و پشت گوشی استفاده کرد که در چت ویدیویی و فیلم‌برداری یا عکاسی مفید واقع می‌شود.

 در S801 تعداد پیکسل‌هایی که موتور پردازش تصویر در هر ثانیه پردازش می‌کند، 930 میلیون در ثانیه یا به عبارتی 930 مگاپیکسل بود. چنین افزایشی مدیون افزایش سرعت کلاک پردازنده‌ی تصویر است که از 465 مگاهرتز به 600 مگاهرتز ارتقا یافته است.

اما تغییر دیگر ISP در پشتیبانی‌کردن از 4 ورودی MIPI است. منظور از MIPI، اتحادیه‌ای برای واسط پردازنده‌ در تراشه‌های ویژه‌ی وسایل همراه است که برای هماهنگی بهتر اجزاء و از جمله دوربین با پردازنده‌ی تصویر هم راهکار و استانداردهایی دارد.

مثلاً برای بخش دوربین می‌توان از مشخصاتی که وب‌سایت رسمی MIPI ذکر کرده استفاده نمود.

حالا چرایی پشتیبانی از 4 دوربین و کاربردهای آن پاسخ‌های زیادی دارد. مثلاً سه دوربین در کناره‌ها و یا پشت و یک دوربین سمت جلو برای چت ویدیویی.

در نهایت باید گفت که پردازنده‌ی تصویر از نظر رزولوشن و سرعت فیلم‌برداری از رزولوشن 4k با سرعت 30 فریم بر ثانیه و رزولوشن فول‌اچ‌دی با سرعت 120 فریم بر ثانیه پشتیبانی می‌کند که یک رکورد جالب توجه است. کوآلکام در مورد بهبود فوکوس خودکار و کاهش نویز هم بهینه‌سازی‌هایی انجام داده است.

در قسمت بعدی این مقاله به بررسی بیشتر پردازنده گرافیکی این چیپ خواهیم پرداخت.