Qual è il livello del chip Tensor sviluppato da Google?

Compatibile con il sistema Android incluso, crea uno smartphone Android che fiorisce in abbondanza. Ma per quanto riguarda il titolo del Re delle Macchine, ognuno ha le proprie risposte nel cuore.

La CNN (Cable News Network) ha dato al Pixel 6 Pro il titolo di “Miglior telefono Android attualmente”, affermando che ha una fotocamera eccellente, un sistema fluido e un aspetto unico.

Oltre al sistema Android 12, il primo chip sviluppato da Google, Tensor, ha creato queste funzionalità.Una tale combinazione di hardware e software ha reso Pixel, il Pixel più competitivo e accattivante, non uno di loro.

Prima che il Pixel fosse svelato, le perle con i chip della serie A sviluppati da Apple erano nella parte anteriore e Tensor era anche etichettato come “Boom Field”. Sembra che Google svilupperà anche un SoC auto-sviluppato degno di storia.

Solo con la spedizione di Pixel, anche l’architettura e le prestazioni di Tensor sono state completamente decostruite, ma le sue prestazioni e il suo consumo energetico non sono sufficienti per essere considerati “maturi”. Tuttavia, nella selezione di alcuni moduli funzionali, è piuttosto l’ingegnosità del “design” di Google.

È studio autonomo o “riforma magica”

L’industria dei semiconduttori nel 21° secolo non è come la controversia di un centinaio di scuole di pensiero negli anni ’80, è più come un mondo in tre parti tra pochi grandi oligarchi.

Il team di Google Silicon sta investendo in Tensor da tre o quattro anni , ma per un SoC di processore per smartphone non c’è un profondo accumulo tecnico, è un po’ un sogno “il debutto è il picco”.

Apple della porta accanto ha investito nell’industria dei chip per quasi 30 anni. Aquarius e PowerPC hanno perso terreno. Alla fine, hanno rilasciato chip A4 sviluppati da loro stessi nel 2010 e finalmente hanno fatto un grande successo su A7, lasciando dietro di sé diversi avversari. Posizione del corpo.

Il team di Google Silicon non aveva precedenti esperienze nella progettazione e produzione di chip SoC complessi, mentre i lavori precedenti riguardavano principalmente il chip di elaborazione delle immagini PVC di Pixel 2, Pixel 3, Pixel 3 e i successivi chip di sicurezza Titan M.

Tensor è il primo “lavoro” del team di Google Silicon.

Phil Carmack, il vicepresidente del team di Google Silicon, ha dichiarato francamente in un’intervista con Ars Technica : “Anche se siamo un team nuovo nel campo dei SoC, sappiamo come costruire un chip professionale. Abbiamo un percorso di implementazione molto affidabile .”

Pertanto, alcuni tensori simili a Cheng Yaojin sono auto-sviluppati, il che ha attirato una notevole attenzione. Dopo che il Pixel 6 Pro è stato rilasciato, Anandtech ha condotto un’approfondita decostruzione e analisi di Tesnor.

Per dirla semplicemente, le regole di denominazione di Tensor e Samsung Exynos sono relativamente vicine e alcuni anni fa è stato riferito che Samsung Semiconductor aveva iniziato a fornire servizi per chip “semi-custom”.

ETNews ha persino affermato nel suo rapporto di agosto che Samsung fornirà tecnologia e funzioni personalizzate in base alle esigenze del cliente e potrebbe persino essere coinvolto nella fase di progettazione del chip.

Sebbene i chip Exynos di Samsung non siano buoni come Qualcomm e MediaTek negli ultimi anni, Samsung non è più un semplice produttore di chip in termini di ruolo e il modello si è aperto.

Oltre alle informazioni di base, Tensor ed Exynos utilizzano la stessa architettura CPU e GPU e i grandi moduli funzionali come gestione dell’alimentazione, IO, controller di archiviazione, ecc. sono tutti uguali. Tuttavia, c’è un’ombra di “personalizzazione” sul design dei grandi moduli funzionali del SoC. Tensor è molto diverso da Exynos.

Per dirla senza mezzi termini, Tensor è un cliente del servizio di chip “semi-custom” di Samsung, Google fornisce il tema del design e Samsung è responsabile della costruzione e della produzione (ecco un’anticipazione).

A rigor di termini, Tensor dovrebbe essere un chip “personalizzato”, non creato da 0 a 1, ma da 1 a 2, o da 1 a 3.

Questo ha sostanzialmente risolto anche un mistero dell’esperienza di vita di Tensor, ma questo non nega l’investimento del team di Google Silicon, dopotutto il chip non è un’opera d’arte.

Qual è il livello di Google Tensor?

Se puoi riassumerlo in una frase, la CPU di Google Tensor è probabilmente A12 (che viene trascinata dal mid-core), la GPU è più forte di Qualcomm Snapdragon 888+ (ma il consumo energetico è estremamente elevato) e le prestazioni dell’IA sono senza precedenti (3 volte 888+).

La CPU di Tensor non ha scelto l’architettura mainstream 1+3+4, ma ha scelto l’architettura 2+2+4, due grandi core X1, due grandi (medi) A76 e quattro A55 piccoli.

In particolare, la frequenza di 2,8 GHz del core X1 di Tensor è inferiore a Exynos 2100 e Qualcomm Snapdragon 888 (888+) e, rispetto a Exynos 2100, Google ha progettato una cache L2 da 1 MB, che è uguale a Snapdragon 888. Più di Exynos 2100.

I due X1 a frequenza ridotta non hanno eguali in termini di prestazioni e la selezione della frequenza più bassa consente inoltre a Tensor di eseguire carichi elevati per lungo tempo senza riduzione della frequenza.

Quando si è trattato del core grande (medio), Tensor non ha scelto il core Cortex-A78 aggiornato e ha utilizzato Cortex-A76 accanto ad esso. A76 è in realtà l’architettura principale di due anni fa: è apparsa per la prima volta sul Qualcomm Snapdragon 855, ma ora appare principalmente sulla serie Snapdragon 7 (ecco un’altra anticipazione).

Il piccolo core utilizza Cortex A55 con una frequenza di 1,8 GHz, che è lo standard per i chip di fascia alta. E Google ha anche dotato il doppio della cache L2 di Exynos 2100, che è arrivata a 128 KB, sempre in linea con Snapdragon 888.

Simile al grande core A76, anche il piccolo core A55 ha un “mistero”: Tensor lega la cache L3 alla frequenza del core A55, che è diversa dalla frequenza della cache L3 dedicata dell’Exynos 2100, che causerà latenza e consumo energetico problemi (più un altro Prefigurazione).

Sulla GPU, Tensor è equipaggiato con Mali-G78 MP20, che è quasi il tetto della versione pubblica di G78. La frequenza L2 viene portata direttamente ai frenetici 996 MHz. Rispetto all’Exynos MP14, ha aumentato il numero di core di 42% e ha anche aumentato la frequenza. , Cioè per scambiare il consumo di energia con prestazioni estreme.

Le prestazioni effettive del Tensor progettato in questo modo sono in realtà un po’ distorte: l’esistenza di 2 core di grandi dimensioni rende sufficienti le sue prestazioni single-core, ma l’esistenza di A76 riduce le prestazioni multi-core di Tensor nel suo complesso.

Tuttavia, la cosa più fatale di Tensor è la sua elevata latenza di memoria, persino inferiore a Exynos 2100. Mentre la CPU è in attesa della memoria, si accende e si riscalda costantemente. In una serie di test, Anandtech ha dichiarato che Tensor ha impiegato più tempo e ha ottenuto punteggi inferiori rispetto a Snapdragon 888, ma ha consumato più energia (13,8% in più).

Tra le CPU, ci sono solo due core X1 che attirano l’attenzione, e l’A76 e l’A55 ad alta efficienza energetica legati all’L3 alla fine portano al riscaldamento del Tensor e a una lenta efficienza operativa.

La GPU è come l’analisi teorica. Ha un’energia elevata e un consumo elevato e la sua potenza di picco è accumulata direttamente fino a 8 ~ 10 W. Tuttavia, Pixel 6 e 6 Pro non hanno utilizzato il dissipatore di calore VC o altri metodi di dissipazione del calore dell’attuale Qualcomm Telefono SoC Android. Il livello di dissipazione del calore è “più simile a un iPhone. Non è Android. “L’accumulo di calore è grave e può essere solo ridotto la frequenza. Prima di completare un ciclo di test, Pixel ha iniziato a ridurre la frequenza.

Per quanto riguarda la GPU che si precipita al livello di potenza di 8~10 W, l’ho vista solo in alcuni telefoni da gioco per e-sport Snapdragon 888. Devi sapere che hanno un sistema di raffreddamento attivo a livello di PC e un alimentatore esterno.

Per dire che ci sono dei rimpianti nella progettazione di CPU e GPU, poi nella configurazione di ISP (processore di immagini) e TPU (motore di apprendimento automatico), Google ha esercitato a fondo i suoi vantaggi.

L’ISP integra Exynos e i chip di immagine personalizzati di Google. La parte Exynos è responsabile della raccolta e della pre-elaborazione delle immagini, mentre la parte personalizzata di Google è responsabile del “calcolo”, che si riflette nel prodotto Pixel 6 Pro, che è il video HDR Net , Sfocatura dinamica, digitazione dei caratteri, ecc.

E il TPU integrato di Tensor è la ragione del nome di Tensor.Utilizza l’ultima architettura di elaborazione dell’apprendimento automatico ed è ottimizzato per il sistema Android 12. Tuttavia, come i moduli di apprendimento automatico e AI di altri chip, le funzionalità che possono essere espresse direttamente sono ancora relativamente “vaghe”.

Le funzionalità più intuitive di Pixel 6, 6 Pro sono il sistema, l’animazione fluida e il riconoscimento rapido di voce e immagini. Per quanto riguarda le prestazioni di questo TPU su Tensor, nei punteggi in esecuzione di alcuni modelli, supera anche i popolari SoC mainstream (inclusi Qualcomm Snapdragon 888 ed Exynos 2100).

Inoltre, Google non ha annunciato ufficialmente l’SDK di questo TPU agli sviluppatori, quindi il potente TPU integrato in Tensor è ancora un’esclusiva di Google, temporaneamente in ritardo rispetto all’ecologia di sviluppo dei chip della serie A di Apple.

Perché Google Tensor è progettato in questo modo?

Nel decostruire Tensor ho lasciato alcune anticipazioni: una è la produzione Samsung, l’altra è la scelta del core CPU A76, e la terza è il design del core A55.

In effetti, sono ancora molte le domande sulle scelte progettuali di Tensor, come la scelta dell’architettura 2+2+4, l’intenzione originale di Tensor e così via.

“Per Google, vogliamo applicare l’intelligenza artificiale a tutti gli aspetti della nostra vita”, ha affermato Monika Gupta, direttore senior del team di Google Silicon. L’intelligenza artificiale è progettata in base alle nostre preferenze.

“Non vogliamo produrre smartphone in senso tradizionale”. Google vuole dispositivi con una potenza di elaborazione notevolmente aumentata di AI e machine learning, ma i processori sul mercato non soddisfano le esigenze di Google. Google sceglie chip sviluppati in proprio per essere più potenti AI. L’ intenzione originaria .

Questo è anche il motivo per cui vediamo un TPU sufficientemente potente su Tensor. Il nome più comunemente usato nel dipartimento di intelligenza artificiale di Google è “Tensor” e il nome Tensor è abbastanza ovvio. Inoltre, la stessa parola Tensor è molto Google e ha una cultura ingegneristica.

“Il codice di apprendimento automatico di Pixel 6 può ancora essere eseguito sul vecchio Pixel, ma l’efficienza è un po’ peggiore.” Le prestazioni uniche dell’IA in Tensor non sono “chiacchiere vuote”, ha aggiunto Monica “Google ha messo l’ultimo e il più grande reparto di ricerca e sviluppo Risultati eccellenti sono presenti in Pixel 6, 6 Pro.”

“Tutto è coerente con lo scopo che vuoi raggiungere”. Questo scopo è l’efficienza. Google ritiene che l’efficienza di due core super grandi in esecuzione a carico medio sia molto superiore a quella di un core grande e anche il rapporto di efficienza energetica è più alto .

Anche Phil Carmack, il vicepresidente del team di Google Silicon, ha fatto un esempio: “Accendi la fotocamera, oltre a tutto ciò che vedi, la CPU, la GPU, l’ISP e il TPU all’interno del SoC sono costantemente in esecuzione, calcolano e complicano La scena di “comporterà molti calcoli della macchina.” In questo momento, vengono consegnati due processori X1 ed è più facile da fare.

“Se hai bisogno di una velocità di risposta più flessibile, di un’elevata efficienza e di prestazioni elevate per raggiungere i tuoi obiettivi, le due apparecchiature X1 sono migliori delle attuali apparecchiature core super-grandi”.

Per quanto riguarda la scelta del core grande dell’A76 a 5 nm invece dell’A78 aggiornato, non è apparso in questa intervista. Pertanto, possiamo solo indovinare le intenzioni di Google. Probabilmente ci sono così tante situazioni.

Innanzitutto, Google ritiene che le prestazioni dell’A76 con il processo a 5 nm siano superiori del 20% rispetto a quelle dell’A76 a 7 nm di alcuni anni fa, il che è sufficiente per far fronte a un carico leggero, e più è alto, verrà consegnato al doppio X1.

Il secondo è che Google ha una vasta esperienza nella messa a punto del core A76, che è più favorevole al riutilizzo diretto dell’apprendimento automatico in precedenza su Pixel senza riadattare la chiamata.

In terzo luogo, quando Google e Samsung stavano collaborando per progettare SoC, poiché l’A78 era troppo nuovo, Samsung non era in grado di fornire il core A78 per il momento e Google si è ritirato sull’A76.

Indipendentemente dalle considerazioni, la prima generazione di Tensor ha comunque dato a Google un po’ di mordente nella scelta di CPU e GPU.Con l’attuale programmazione di Android 12, l’architettura 2+2+4 ha ancora un certo divario con le aspettative di Google.

Perché Google crea i core?

Il CEO di Google Sundar Pichai ha definito il chip Tensor “la più grande innovazione nel campo dei Pixel finora”.

Per Pixel, anche se Tensor è a parte, Pixel 6, 6 Pro sono comunque prodotti che Pixel apre un nuovo capitolo, tornando all’hardware mainstream, nuovissimo Android 12 e abbastanza design Google.

Il Tensor “auto-sviluppato” non ha superato l’attuale generazione di processori, ma sotto il design di Google cerca di risolvere il problema a modo suo e presenta un telefono cellulare non convenzionale.

Anche se i Pixel 6 e 6 Pro con Android 12 non hanno ancora funzionato come dovrebbero, le funzioni di intelligenza artificiale e machine learning enfatizzate da Google non sono temporaneamente così potenti come immaginato. Tuttavia, è solo questione di tempo prima che Google, una delle principali società di intelligenza artificiale e apprendimento automatico, comprenda a fondo Tensor.

Come ha affermato il team di Google Silicon Carmack, sotto un’architettura di processore unificata, ci sono troppi prodotti tradizionali sul mercato. La serie Pixel di Google vuole ottenere un pezzo di torta. È una buona scelta scegliere strategie diverse.

Non solo Google, i produttori di telefoni cellulari sono diventati una tendenza nel core self-made, come il vivo V1, l’aumento di Xiaomi, in sostanza, più vicino a Tensor, è un prodotto unico e distintivo.

E voglio avere abbastanza diritti di personalizzazione per il prodotto, invece di regolare costantemente la forma del prodotto con l’architettura del processore mainstream sul mercato, proprio come l’ammiraglia Android di quest’anno ha tutto il contesto interno di dissipazione del calore.

In questo senso, Tensor, le cui prestazioni assolute non sono nel primo scaglione, è in realtà un successo per Google. Non è stato travolto dalla marea del mercato. Il design di intelligenza artificiale e machine learning di Tensor ha reso la serie Pixel la più forte di Google. .

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