Каков уровень разработанного Google чипа Tensor? Жесткая философия

Совместимость с инклюзивной системой Android создает смартфон Android, который процветает в изобилии. Но что касается титула Короля машин, у каждого в душе свои ответы.

CNN (Сеть кабельных новостей) присвоила Pixel 6 Pro титул «Лучшего на данный момент телефона Android», заявив, что у него отличная камера, плавная система и уникальный внешний вид.

В дополнение к системе Android 12, первый чип собственной разработки Google, Tensor, создал эти функции. Такое сочетание аппаратного и программного обеспечения сделало Pixel, наиболее конкурентоспособным и привлекающим внимание Pixel, не одним из них.

До того, как был представлен Pixel, жемчужины с микросхемами собственной разработки Apple A-серии были спереди, а Tensor также был обозначен как «Boom Field». Похоже, что Google также представит SoC собственной разработки, достойный история.

Только с поставкой Pixel архитектура и производительность Tensor также были полностью разрушены, но его производительности и энергопотребления недостаточно, чтобы считаться «зрелыми». Однако в выборе некоторых функциональных модулей это настоящая изобретательность "дизайна" Google.

Самостоятельная работа или «волшебная реформа»

Полупроводниковая промышленность в 21 веке не похожа на полемику сотен научных школ 1980-х годов, она больше похожа на мир из трех частей между несколькими крупными олигархами.

Команда Google Silicon инвестировала в Tensor в течение трех-четырех лет , но для процессорной SoC для смартфонов нет глубокого технического накопления. «Дебют – это вершина» – это своего рода мечта.

Apple по соседству инвестировала в индустрию микросхем почти 30 лет. Aquarius и PowerPC потеряли позиции. Наконец, они выпустили чипы A4 собственной разработки в 2010 году и, наконец, сделали большой успех на A7, оставив позади нескольких противников.

У команды Google Silicon не было предыдущего опыта в разработке и производстве сложных микросхем SoC. Предыдущие работы больше касались микросхем обработки изображений PVC Pixel 2, Pixel 3, Pixel 3 и последующих чипов безопасности Titan M.

Tensor – первая «работа» команды Google Silicon.

Фил Кармак, вице-президент группы Google Silicon, откровенно сказал в интервью Ars Technica : «Несмотря на то, что мы новичок в области SoC, мы знаем, как создать профессиональный чип. У нас очень надежный путь внедрения. . "

Таким образом, некоторые тензоры, подобные Cheng Yaojin, были разработаны самостоятельно, что привлекло значительное внимание. После выпуска Pixel 6 Pro компания Anandtech провела тщательную деконструкцию и анализ Tesnor.

Проще говоря, правила именования Tensor и Samsung Exynos относительно близки, и несколько лет назад сообщалось, что Samsung Semiconductor начала предоставлять услуги для «частично нестандартных» микросхем.

ETNews даже заявила в своем августовском отчете, что Samsung предоставит индивидуальные технологии и функции в соответствии с потребностями клиентов и даже может участвовать на этапе проектирования микросхем.

Хотя чипы Exynos от Samsung не так хороши, как Qualcomm и MediaTek в последние годы, Samsung больше не является простым производителем чипов с точки зрения роли, и эта закономерность открылась.

Помимо исходной информации, Tensor и Exynos используют одну и ту же архитектуру ЦП и ГП, а большие функциональные модули, такие как управление питанием, ввод-вывод, контроллер памяти и т. Д., Одинаковы. Однако есть тень «настройки» в дизайне больших функциональных модулей SoC. Tensor сильно отличается от Exynos.

Говоря откровенно, Tensor является клиентом «полу-кастомной» службы микросхем Samsung, Google предоставляет тему дизайна, а Samsung отвечает за строительство и производство (вот предзнаменование).

Строго говоря, Tensor должен быть «настраиваемым» чипом, созданным не от 0 до 1, а от 1 до 2 или от 1 до 3.

Это также в основном разрешило загадку жизненного опыта Tensor, но это не отменяет вложения команды Google Silicon.В конце концов, чип не является произведением искусства.

Каков уровень Google Tensor?

Если вы можете резюмировать это одним предложением, процессор Google Tensor, вероятно, A12 (который затягивается средним ядром), графический процессор сильнее Qualcomm Snapdragon 888+ (но потребление энергии чрезвычайно велико), а производительность AI беспрецедентна. (3 раза 888+).

ЦП Tensor не выбрал основную архитектуру 1 + 3 + 4, а выбрал архитектуру 2 + 2 + 4, два больших ядра X1, два больших (средних) ядра A76 и четыре малых ядра A55.

В частности, частота ядра Tensor X1 2,8 ГГц ниже, чем у Exynos 2100 и Qualcomm Snapdragon 888 (888+), а по сравнению с Exynos 2100, Google разработал кэш L2 размером 1 МБ, который равен Snapdragon 888. Больше, чем Exynos 2100.

Два X1 с пониженной частотой не имеют себе равных по производительности, а выбор более низкой частоты также позволяет Tensor работать с высокими нагрузками в течение длительного времени без снижения частоты.

Когда дело дошло до большого (среднего) ядра, Tensor не стал выбирать обновленное ядро ​​Cortex-A78, а использовал Cortex-A76 рядом с ним. На самом деле A76 является базовой архитектурой двухлетней давности. Впервые он появился на Qualcomm Snapdragon 855, но теперь он в основном появляется в серии Snapdragon 7 (вот еще одно предзнаменование).

В маленьком ядре используется Cortex A55 с частотой 1,8 ГГц, что является стандартом для высокопроизводительных чипов. Кроме того, Google оснастил кеш-память второго уровня в два раза больше, чем у Exynos 2100, который достиг 128 КБ, что опять же соответствует Snapdragon 888.

Подобно большому ядру A76, маленькое ядро ​​A55 также имеет "загадку". Тензор привязывает кэш L3 к частоте ядра A55, которая отличается от частоты выделенного кэша L3 Exynos 2100, что приведет к задержке и энергопотреблению. проблемы (плюс еще одно Предзнаменование).

На графическом процессоре Tensor оснащен Mali-G78 MP20, который является почти потолком общедоступной версии G78. Частота L2 напрямую доведена до бешеных 996 МГц. По сравнению с Exynos MP14, он увеличил количество ядер на 42%, а также увеличил частоту., То есть обменять энергопотребление на экстремальную производительность.

Фактическая производительность Tensor, разработанного таким образом, на самом деле немного предвзята.Существование двух больших ядер делает его одноядерную производительность достаточной, но наличие A76 снижает многоядерную производительность Tensor в целом.

Однако самое фатальное в Tensor – это высокая задержка памяти, даже уступающая Exynos 2100. Пока CPU ждет памяти, она постоянно светится и греется. В ходе тестирования Anandtech заявила, что Tensor занимает больше времени и имеет более низкие оценки, чем Snapdragon 888, но потребляет больше энергии (на 13,8% больше).

Среди процессоров есть только два ядра X1, которые привлекают внимание, а энергоэффективные A76 и A55, связанные с L3, в конечном итоге приводят к нагреву Tensor и низкой эффективности работы.

Графический процессор похож на теоретический анализ. Он имеет высокое энергопотребление и высокое потребление, а его пиковая мощность напрямую накапливается до 8 ~ 10 Вт. Однако в Pixel 6 и 6 Pro не использовались радиатор VC или другие методы отвода тепла, как у нынешней Qualcomm. Телефон SoC Android. Уровень рассеивания тепла «больше похож на iPhone. Это не Android». Тепловыделение очень серьезное, и его можно уменьшить только на частоте. Перед завершением цикла тестирования Pixel начал снижать частоту.

Что касается мощности GPU, стремящейся к уровню мощности 8 ~ 10 Вт, я видел это только в некоторых игровых телефонах для киберспорта Snapdragon 888. Вы должны знать, что у них есть активная система охлаждения на уровне ПК и внешний источник питания.

Сказать, что есть некоторые сожаления по поводу дизайна CPU и GPU, то в конфигурации ISP (процессор изображений) и TPU (движок машинного обучения) Google полностью использовал свои преимущества.

Интернет-провайдер интегрирует чипы пользовательских изображений Exynos и Google. Часть Exynos отвечает за сбор и предварительную обработку изображений, а пользовательская часть Google отвечает за «расчет», что отражено в продукте Pixel 6 Pro, который представляет собой видео HDR Net. , динамическое размытие, кеинг символов и т. д. функции.

И встроенный TPU Tensor является причиной названия Tensor. Он использует новейшую архитектуру обработки машинного обучения и оптимизирован для системы Android 12. Однако, как и модули машинного обучения и AI других чипов, функции, которые могут быть напрямую выражены все еще относительно «расплывчаты».

Наиболее интуитивно понятными функциями Pixel 6, 6 Pro являются система, плавная анимация и быстрое распознавание голоса и изображений. Что касается производительности этого TPU на Tensor, в текущих оценках некоторых моделей он также превосходит популярные основные SoC (включая Qualcomm Snapdragon 888 и Exynos 2100).

Кроме того, Google официально не анонсировал SDK этого TPU для разработчиков, поэтому мощный TPU, встроенный в Tensor, по-прежнему является эксклюзивным для Google, временно отставая от экологии разработки чипов Apple A-серии.

Почему Google Tensor устроен так?

При деконструировании Tensor я оставил несколько предзнаменований: одно – производство Samsung, второе – выбор ядра процессора A76, а третье – дизайн ядра A55.

Фактически, все еще остается много вопросов о выборе дизайна Tensor, таких как выбор архитектуры 2 + 2 + 4, первоначальное намерение Tensor и так далее.

«Что касается Google, мы хотим применить ИИ ко всем аспектам нашей жизни, – сказала Моника Гупта, старший директор команды Google Silicon. ИИ разработан в соответствии с нашими предпочтениями».

«Мы не хотим производить смартфоны в традиционном смысле». Google нужны устройства с значительно увеличенной вычислительной мощностью искусственного интеллекта и машинного обучения, но процессоры, представленные на рынке, не соответствуют потребностям Google. Google выбирает микросхемы собственной разработки для большей надежности. AI: Первоначальный замысел .

Это также причина того, что мы видим достаточно мощный TPU на Tensor. Наиболее часто используемое имя в отделе Google AI – «Tensor», и имя Tensor довольно очевидно. Кроме того, само слово Tensor очень похоже на Google, и в нем есть инженерная культура.

«Код машинного обучения Pixel 6 все еще может работать на старом Pixel, но эффективность немного хуже». Уникальная производительность искусственного интеллекта в Tensor – это не «пустой разговор», – добавила Моника, – «Google поставил новейший и самый лучший отдел исследований и разработок. Хорошие результаты демонстрируют Pixel 6, 6 Pro ».

«Все соответствует цели, которую вы хотите достичь». Эта цель – эффективность. Google считает, что эффективность двух сверхбольших ядер, работающих при средней нагрузке, намного выше, чем у большого ядра, и коэффициент энергоэффективности также выше. .

Фил Кармак, вице-президент команды Google Silicon, также привел пример: «Включите камеру, помимо всего, что вы видите, ЦП, графический процессор, интернет-провайдер и TPU внутри SoC постоянно работают, вычисляют и усложняют работу. Сцена «потребует большого количества машинных вычислений». В настоящее время передаются два процессора X1, и это легче сделать.

«Если вам нужна более гибкая скорость отклика, высокая эффективность и высокая производительность для достижения ваших целей, два оборудования X1 лучше, чем нынешнее сверхбольшое базовое оборудование».

Что же касается выбора большим ядром 5-нм A76 вместо обновленного A78, то в данном интервью он не фигурировал, поэтому о намерениях Google остается только догадываться, таких ситуаций, наверное, несколько.

Во-первых, Google считает, что производительность A76 по 5-нм техпроцессу на 20% выше, чем у 7-нм A76 несколько лет назад, чего достаточно, чтобы справиться с небольшой нагрузкой, и чем она выше, тем она будет передана. к двойному X1.

Во-вторых, у Google есть богатый опыт настройки ядра A76, которое больше подходит для прямого повторного использования машинного обучения, ранее применявшегося в Pixel, без повторной адаптации вызова.

В-третьих, когда Google и Samsung сотрудничали в разработке SoC, поскольку A78 был слишком новым, Samsung пока не мог предоставить ядро ​​A78, и Google отказался от A76.

Независимо от соображений, первое поколение Tensor по-прежнему дало Google небольшую долю в выборе CPU и GPU.С текущим планированием Android 12 архитектура 2 + 2 + 4 все еще имеет определенный разрыв с ожиданиями Google.

Зачем Google делает ядра?

Генеральный директор Google Сундар Пичаи назвал чип Tensor «крупнейшим нововведением в области пикселей на сегодняшний день».

Для Pixel, даже если Tensor в стороне, Pixel 6, 6 Pro по-прежнему остаются продуктами, в которых Pixel открывает новую главу, возвращаясь к основному оборудованию, новому Android 12 и достаточному дизайну Google.

«Саморазработанный» Tensor не превзошел процессоры текущего поколения, но, по замыслу Google, он пытается решить проблему по-своему и представляет собой нетрадиционный мобильный телефон.

Несмотря на то, что Pixel 6 и 6 Pro с Android 12 еще не работают должным образом, функции искусственного интеллекта и машинного обучения, на которые обращает внимание Google, временно не так мощны, как предполагалось. Однако это только вопрос времени, когда Google, крупная компания, занимающаяся искусственным интеллектом и машинным обучением, полностью поймет Tensor.

Как сказал Кармак из команды Google Silicon, в рамках унифицированной процессорной архитектуры на рынке слишком много традиционных продуктов. Серия Google Pixel хочет получить кусок пирога. Это хороший выбор для выбора различных стратегий.

Не только Google, производители мобильных телефонов стали тенденцией в самодельном ядре, например, vivo V1, рост Xiaomi, по сути, ближе к Tensor, это уникальный и отличительный продукт.

И я хочу иметь достаточно прав на настройку продукта, вместо того, чтобы постоянно корректировать форму продукта в соответствии с основной архитектурой процессора на рынке, точно так же, как флагман Android в этом году имеет внутренний контекст отвода тепла.

В этом смысле Tensor, чья абсолютная производительность находится не в первом эшелоне, на самом деле является успехом для Google. Он не был захвачен рыночной волной. Искусственный интеллект и дизайн машинного обучения Tensor сделали серию Pixel самой сильной в Google. Выходные данные .

# Добро пожаловать, чтобы подписаться на официальную учетную запись Aifaner в WeChat: Aifaner (идентификатор WeChat: ifanr), более интересный контент будет предоставлен вам как можно скорее.

Ai Faner | Исходная ссылка · Посмотреть комментарии · Sina Weibo