První reálné mobilní GPU s podporou ray tracingu
Moment, na nějž se čekalo od roku 2019, kdy bylo oznámeno, že Samsung uzavírá partnerství s AMD a implementuje do svých ARM procesorů pro telefony GPU s architekturou RDNA 2 převzatou z Radeonů, je tady. První výsledek této práce, jímž je Exynos 2200 s GPU Xclipse 920, teď vychází. 4nm čip jako první do mobilů přináší podporu raytracingové grafiky a bude asi dost zajímavý, ovšem nevyhnuly se mu údajně problémy s výrobním procesem.
Samsung Exynos 2200 je nejnovější highendový mobilní procesor Samsungu, navazující na loňský 5nm Exynos 2100. Vyráběný je na 4nm procesu a opět staví na jádrech CPU licencovaných od ARMu – tentokrát ale už na nové generaci ARMv9 architektur.
Radikální změna je však u integrovaného GPU tohoto čipu – místo ARM Mali je v něm poprvé použité grafické jádro založené na architektuře RDNA 2 od AMD. Ta podporuje funkce jako variable-rate shading a raytracingové efekty – měla by plně podporovat DirectX 12 Ultimate, takže se otevírá možnost hraní PC her, pokud by se tyto procesory použili v noteboocích s Windows. Je sice pravda, že Imagination teoreticky měla vyvinutá mobilní GPU PowerVR s podporou raytracingu již před lety, jenže ta to nikdy nedotáhla do praktického nasazení v reálném produktu.
Nemáme bohužel oficiálně potvrzené specifikace, ale podle neoficiálních úniků jde o 6 CU RDNA 2, tedy 384 shadery. Takt je 1,30GHz nebo možná 1,50 GHz. Paměťovou propustnost neznáme, jsou podporované paměti LPDDR5, ale neznáme takt. Pravděpodobně by to mohly být 64bitové LPDDR5-6400 s propustností 51,2 GB/s.
Toto GPU dostalo vlastní jméno: Samsung Xclipse 920 – přímo značku Radeon tedy neponese. Samsung uvádí, že má přinášet grafickou kvalitu srovnatelnou s herními konzolemi, které používají stejnou architekturu (ale výkonu logicky budou mít víc).
A ono jméno Xclipse má patrně evokovat soumrak (zatmění) pro starou éru jednodušších mobilních grafik, nicméně to je samozřejmě marketingově nadnesené. Raytracingové efekty se ve hrách pro mobily asi moc rychle nerozšíří a v hrubém výkonu nebude zřejmě Xclipse 920 zatím moc vyčnívat. V TDP dostupném pro GPU v telefonním SoC není moc prostoru k vysokému výkonu a Xclipse 920 asi navíc bude v nevýhodě proti těm „obyčejným“ grafickým jádrům konkurenčních čipů, které jsou vyráběné lepším 5nm či 4nm procesem TSMC (MediaTek, Apple), jenž dokáže ve stejných wattech dosáhnout vyššího výkonu. K tomu se ještě vrátíme.
Procesorová část není takto převratná. Samsung opět zvolil big.LITTLE architekturu s jádry ARM Cortex-X2 (jedno jádro) a Cortex-A710 (tři jádra), k tomu pak čtyři malá jádra Cortex-A510, tedy víceméně totéž, co má konkurenční Qualcomm Snapdragon 8 Gen 1 nebo MediaTek Dimensity 9000. Samsung v tiskové zprávě neuvádí frekvence, takže se opět musíme řídit dle úniků. Podle těch bude Exynos 2200 mít nižší frekvence, než konkurenti. Cortex-X2 má takt 2,8 GHz, střední/velká jádra mají takt 2,5 GHz a malá jádra 1,8 GHz.
Jednojádrový výkon by tedy mohl být o cca 7 % nižší než u Snapdragonu a o 9 % nižší než u MediaTeku. Toto berte hodně orientačně, protože bude záležet i na velikosti L2/L3 cache, konfiguraci systémové cache a dalších detailech paměťového subsystému. U mnohojádrového výkonu pak půjde o to, jaké frekvence budou jádra schopná udržet v rámci limitu spotřeby. V tomto bude asi Samsung (ale také Snapdragon) mít opět nevýhodu proti MediaTeku vyráběnému v TSMC. Jak MT výkon CPU, tak výkon GPU jsou oba závislé na energetické efektivitě.
5G, AI, až 200megapixelové fotoaparáty
Čip má samozřejmě také vylepšené ostatní bloky: akcelerátor AI (NPU) má mít dvojnásobný výkon proti Exynosu 2100 a nově podporuje kromě výpočtů s INT8 a INT16 také data ve formátu FP16. Začleněný je Integrated Secure Element (ISE) pro uložení citlivých dat jako jsou šifrovací klíče, tedy obdoba TPM u PC. Nový je také koprocesor pro zpracování obrazu, který podporuje až 200 megapixelové senzory. Při nahrávání videa dokáže zpracovávat až 108megapixelový senzor s 30 snímky za sekundu. Obvod podporuje až sedm senzorů najednou, záznam může být pořizovaný ze čtyř současně.
Exynos 2200 dokáže enkódovat video až v rozlišení 8K (30 snímků za sekundu) ve formátech VP9 nebo v 10bitovém HEVC. Dekódování 8K videa je podporováno až při 60 snímcích za sekundu v 10bitovém HEVC, s jen 30 snímky za sekundu je podporováno AV1 nebo 10bitové VP9.
Samsung bude opět mít vlastní 5G modem, který se Sub-6GHz teoreticky zvládá stahování rychlostí až 5,1 Gb/s a upload 2,55 Gb/s. V režimu mmWave umí stahování až 7,35 Gb/s a upload 3,67 Gb/s. Na 4G LTE má uváděné teoretické rychlosti Cat.24 8CA 3,0 Gb/s/Cat.22 4CA 422 Mb/s.
Problémy výrobního procesu, SoC možná zaostal za tím, čím měl původně být
Vydání tohoto procesoru provázely blamáže, naznačující jisté problémy. Samsung na konci prosince na sociální sítě vypustil „hype“ video, kde oznamoval příchod tohoto procesoru na 11. leden se silnými slogany typu „Playtime is over“ (viz níže, reklama je to poměrně pěkná), aby ho pak zase trochu potupně smazal a potvrdil, že vydání bude odloženo.
Objevily se zprávy od leakerů, kteří bývají dobře informování, že patrně kvůli výrobnímu procesu (nebo aspoň částečně kvůli němu, jelikož se o něm ví, že je horší, než technologie TSMC) Exynos 2200 o dost zaostal za očekáváními. Týká se to jednak oněch ne zcela špičkových frekvencí CPU, ale zejména grafiky. Podle leakera Ice Universe prý Samsung v té době GPU zprovoznil jen na frekvenci 1,29 GHz, což je asi navíc boost, ne asi takt udržitelný v mobilu při delším hraní.
Původně přitom podle něj byl cíl mít takt až 1,9 GHz, což pak bylo sníženo na 1,7 GHz kvůli přehřívání a přílišné spotřebě, poté na 1,5 GHz, ale nakonec ani to nevyšlo a takt spadl až na 1,3 GHz. Podle Ice Universe se prý Samsung pořád bude snažit takt zvýšit aspoň na 1,5 GHz, jak už bylo zmíněno. Ale uvidíme, zda se to povede… to, že ani u CPU, ani u GPU nebyly při tomto uvedení čipu na trh sděleny frekvence, může svědčit o potížích, které s nimi Samsung při přípravě tohoto SoC měl.
Zdroje: Samsung (1, 2), Ice Universe (1, 2), Tom’s Hardware
Jan Olšan, redaktor Cnews.cz
⠀
