SoC Analyse
Qualcomm Snapdragon 820 – Details und Analyse *Update: Hexagon 680 DSP*

Der Qualcomm Snapdragon 820 basiert auf der neuen Kyro Mikroarchitektur und kommt mit der neuen Adreno 530 GPU. Wir listen alle aktuellen Informationen auf und erklaeren die verschiedenen Komponenten.

Update 25. August 2015

Hexagon 680 DSP – Nicht nur bessere Bilder

Scheibchenweise versorgt uns Qualcomm mit weiteren Informationen rund um den Snapdragon 820, aber was da aus San Diego zu uns gelangt, dass macht Lust auf mehr. Ein neues Slide stellt nun den Hexagon 680 DSP, der im Grunde genommen aus 3 verschiedenen DSPs besteht. Einer fuer Sprach, Bild und Video-Verarbeitung, sowie “Computer Vision” (hallo selbstfahrende Autos). Ein zweiter Modem DSP und dann final noch einer, der sich um die Sensoren kuemmert. Wohlgemerkt insbesondere die, die immer angeschaltet sind.

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Klar, die wichtigsten Funktionen des 680 DSP sind natuerlich die Art und Weise, wie er sich um die Kameraufnahmen von zukuenftigten Smartphones kuemmern wird und dann dort auch die entsprechenden Sensoren befeuert.

Stichwort Kameras… hier soll der 680 insbesondere Aufnahmen, die unter schwierigen Lichtverhaeltnissen entstehen, auffrischen und die typischen “Low Light” Szenarien positiv beeinflussen.

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Bildbereiche koennen automatisch aufgehellt werden und das ohne die CPU zu nutzen. Hierfuer setzt Qualcomm den sogenannten HVX Befehlssatz ein, der entfernt an Intels MMX (Mensch, lang ist es her) erinnert. Qualcomm gibt an, dass man bei HVX Nutzung nicht nur 10x weniger Strom verbraucht, als wenn man dies auf einer Krait-GPU durchfuehrt, sondern den Prozess auch noch 3 mal schneller abwickelt. Sweet Lord!

Den Verbrauch fuer angesprochene Sensoren will man ebenfalls um den Faktor 3 senken und genau jetzt werde ich langsam aber sicher hellhoerig. In Kombination mit dem 14nm Herstellungsverfahren, steht uns hier ein Performance-Wunder ins Haus, welches sich auch noch als sehr sparsam erweisen koennte.

Einen haben wir noch fuer euch und hier zeigt sich, dass die Kalifornier den Automotive Markt nicht ganz alleine NVIDIA ueberlossen wollen. “Computer Vision” ist das Zauberwort und hier geht es darum Bild- und Video-Informationen zu interpretieren. Schnell, mit einem angepassten Befehlssatz und moeglichst effizient. Gegenueber dem NVIDIA X1 hat man hier einiges aufzuholen!

Quelle: PC World

Update 12. August 2015:

Adreno 530 01

Zu den neuen SoCs von Qualcomm gesellen sich auch neue Grafikeinheiten: Neben der Adreno 510 GPU, die in Mittelklasse-Geräten zum Einsatz kommen soll, stellte Qualcomm für den High-End-Bereich nun auch die Adreno 530 GPU vor, die wir 2016 im Snapdragon 820 vorfinden werden.

Adreno 530 02

Auch hier will man es natürlich krachen lassen: Oben seht ihr schon im Bild, was das beim Vergleich mit der Adreno 430 GPU aus dem Snapdragon 810 bewirkt: Bis zu 40 Prozent schnellere Performance bei Grafik- und Computerberechnungen, dabei gleichzeitig bis zu 40 Prozent weniger Energieverbrauch sind schon mal eine stolze Ansage. Besonders bei fotorealistischen Grafiken und bei der Qualität hochauflösender Fotos will man deutlich nachgebessert haben, so werden dank eines neuen Algorithmus bei Low-Light-Bildern entschieden bessere Ergebnisse zu erwarten sein dürfen. Die Adreno 530 GPU unterstützt OpenGL ES 3.1, das Android Extension Pack, OpenCL 2.0, Renderscript und die 3D-Schnittstelle Vulkan. Bei Videos gibt es Unterstützung für 4K HEVC-Videos, die via HDMI 2.0 auf 4K-Panels wiedergeben lassen.

Adreno 530 03

Quelle: Qualcomm via Android Police und Talk Andrroid

Original-Artikel vom 05. August 2015:

Endlich! Der Qualcomm Snapdragon 820 kommt und soll am 11. August in Los Angeles offiziell vorgestellt werden. Die chinesische Webseite Laoyaoba berichtet von diesem Launchevent und erklaert auch gleich noch, welche Hersteller sich die ersten 820er SoCs schnappen wollen.

Update: Wir haben diverse Slides und Informationen hinzugefuegt

Qualcomm und seine Snapdragon Serie haben ueber viele Jahre gezeigt, wie performant die hochintegrierten Chipsaetze der Kalifornier sein koennen. Die angepassten Kerne und die optimierte ARM-Architektur galten fuer lange Zeit als das “Nonplusultra” der Branche und liessen Qualcomm zum erfolgreichsten Lieferanten aufsteigen. Ja und dann kam der Snapdragon 810 und die immer wieder angesprochenen Probleme mit der Hitzeentwicklung des Chips. Zwar setzten Hersteller wie HTC noch voll auf den 810 (zu unserem HTC One M9 Test), aber bereits das LG G4 machte einen Schritt zurueck und vertraute auf den Snapdragon 808, einem 6-Kern SoC.

Die Snapdragon 810 V2.1 Variante, die im OnePlus 2 zum Einsatz kommt (zu unserem OnePlus 2 Test), sollte zwar die Ueberhitzungs- und daraus entstehenden Taktungs-Probleme beheben, in der Branche war der schlechte Ruf aber inzwischen so weit durchgedrungen, dass sich nicht nur Samsung ueberhaupt nicht mehr auf die Flaggschiff-SoCs der Kalifornier verlassen wollte. Relativierend muss man aber auch anmerken, dass der hauseigene Exynos entwicklungstechnisch zu dem feinsten Stueckchen Chip gehoert, welches jemals auf einen Wafer gehauen wurde.

Und genau das hat dann Qualcomm mal eben richtig getroffen. Samsung (in China) und vor allen Dingen Intel (China und Taiwan) haben kraeftig bei den langjaehrigen Qualcomm OEMs gewildert, plus der einstige Grossabnehmer aus Korea kann nun auch bessere SoCs fertigen. Das fuehrte u.a. dazu, dass Qualcomm bis zu 4500 Stellen abbauen will. Autsch!

snapdragon 820 features

Qualcomm Snapdragon 820 im Detail

Jetzt soll der Snapdragon 820 es also richten und die abgesprungenen Partner wieder auf den “Pfad der Tugend” bringen, der in diesem Falle nach San Diego fuehrt. Geben wir uns hier bei aller Konkurrenz keiner Illusion hin… ja, Intel und Samsung haben nicht nur tierisch aufgeholt, sie haben die Kalifornier auch z.T. ueberholt. Wenn es aber darum geht, die GPU- und LTE-Muskeln spielen zu lassen, dann sollte man Qualcomm niemals unterschaetzen.

Die Firma von der US-Westkueste hat fuer 4k-Videorecording und LTE Cat.10 in einer Weise lobbyiert, dass ich mir gar nicht vorstellen mag, wo wir ohne Qualcomm stehen wuerden. Auf der Computex im Juni hat Qualcomm noch einmal seine Vorteile gegenueber der Konkurrenz vorgestellt und auch wenn die Konkurrenten nicht namentlich genannt werden, so kann man doch relativ leicht auf die Hersteller schliessen:

Snapdragon 810 X10 LTE Modem - Features im Vergleich

Aber richtig spannend wird es nun, mit dem X12 Modem-Modul. Dies ist dann das erste Cat .10 Modem

Cat 10 Modem im Qualcomm Snapdragon 820

Dieses Modem wird im Snapdragon 820 zum Einsatz kommen und dort dann fuer die enstprechende Bandbreite sorgen. Jetzt mag man sich fragen was das alles soll, wenn die entsprechenden Infrastrukturen bzw. Provider eine derartige Bandbreite nicht anbieten? Einfach mal einen Blick auf die obrigen Slides werden und ihr koennt euch ueber die Vorteile dieser Technologie informieren. Qualcomm hat da bereits in der Vergangenheit die Nase vorne gehabt, mit dem X12 werden sie noch eine grosse Performance-Schueppe drauflegen.

Kyro-Kern soll den Unterschied machen

Nach der bekannten Krait Architektur, die mit dem S4 in den Markt eingefuehrt wurde (und mit dem Snapdragon 805 dann ihre letzte Ausbaustufe erhielt), kam der 20nm MSM8994 aka Snapdragon 810 auf den Markt. Hier uebernahm man zum groessten Teil die Architektur der big.LITTLE Combo Cortex-A57 und Cortex-A53, wohlgemerkt aber mit heterogenem Multiprocessing. Dadurch konnten alle Kerne zur gleichen Zeit genutzt werden und somit stand ein “richtiger” Achtkerner zur Verfuegung.

Mit Kyro besinnt man sich seiner Wurzeln. Qualcomm setzt wieder auf eine hauseigene Mikroarchitektur und verabschiedet sich damit ein wenig von ARMs Cortex-Kernen. Wer die Geruechtekueche aufmachen moechte, der findet sogar Berichte ueber Taktraten bis 3 Ghz, was bedeuten wuerde dass Qualcomm das Thema Hitzeentwicklung wirklich in den Griff bekommen hat.

Zur Zeit gehen wir davon aus, dass TSMC den 820er herstellt und wir dann einen SoC im 16nm Fertigungsprozess sehen. In den letzten Tagen verdichten sich aber die Anzeichen, dass Samsung den 820 herstellen wird und das dann im 14nm Verfahren. Dieses kann TSMC, wenn auch weltgroesster Semiconductor-Hersteller, bisher nicht liefern, weshalb die Koreaner wohl ein ganz heisses Eisen im Feuer des “Kyros” sind.

Spannendes Detail am Rande… der Snapdragon 820 wird die FinFET Transistor Design einsetzen, welches Intel bereits seit 2012 mit den 22nm Ivy Bridge-Prozessoren eingefuehrt hat. Dieses 3D-Design ermoeglicht kleinere, sparsamere und schnellere SoCs.

Ebenfalls Teil des 64bit Quadcore (2+2) Snapdragon 820 wird die neue Adreno 530 GPU sein. Diese soll dann mit 650Mhz getaktet sein und abermals fuer ordentlich Dampf sorgen. Last but not least bekommen Kyro und die Adreno 530 endlich LPDDR4 RAM zur Seite gestellt und damit koennen wir uns auch auf zukuenftigte Dualchannel Tablets und Smartphones freuen… oder warum nicht einfach mal eine schicke Settop Box?

Neue Leaks aus China

Der Chinesische Analyst Pan Jiutang hat 3, offenbar interne, Qualcomm Slides geleakt und die enthalten eine ganze Menge Bestaetigungen zu unserer Analyse, aber auch hier und da ein paar Ansagen, die mich stutzig machen.

Die interne Modellnummer des Snapdragon 820 ist, wie erwartet, MSM8996 und die Slides bestaetigen den 14nm Fertigungsprozess. Damit wuerde TSMC als Hersteller komplett ausscheiden und Qualcomm muesste sich den 820 beim Konkurrenten Samsung herstellen lassen. Das kann, muss aber nicht zu Lieferengpaessen fuehren!

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Die CPU soll, im Vergleich zum Vorgaenger, um 35% in der Performance zulegen und die Adreno 530 gar um 40%, wobei diese auch noch fast 1/3 effizienter unterwegs sein soll. Was jetzt einige Blogs zu Begeisterungsstuermen hinreisst, ist nuechtern betrachtet vor allen Dingen eine recht berechenbare Entwicklung durch die Umstellung auf 14nm.

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Das von uns bereits vermutete Dualchannel RAM und das neue X12 Modem werden nun ebenfalls bestaetigt. Sehr schoen! Ebenso die Tatsache, dass man nun 4k-Videos mit 60fps aufnehmen kann und Kamera-Sensoren mit bis zu 28MP angesprochen werden. Das bietet den OEMs weitaus mehr Moeglichkeiten sich fuer passende Sensoren zu entscheiden (und duerfte Sony, als einer der beliebtesten Produzenten selbiger, freuen).

Hydra statt Kryo CPU?!

Etwas macht mich an diesen Slides aber mal richtig stutzig und das ist die aufgefuehrte Hydra CPU. Dies ist naemlich der Codename fuer die kommenden 64-Kern Server Prozessoren von Qualcomm! Mein langjaehriger Kollege Fuad von Fudzilla brachte die Story bereits Anfang Juni, kurz nach der Computex und uns ist die Entwicklung dieses Server Chips inzwischen mehrfach bestaetigt worden.

Dennoch muss dies nicht heissen, dass Hydra nicht im Snapdragon 820 zum Einsatz kommt. Es sind letztendlich nur 4 Kerne und die duerften die TDP entsprechen fuer mobile Plattformen runterdruecken.

P.S.: Bevor wir alle schon unruhig werden… die ersten Handsets mit dem Snapdragon 820 werden wohl erst zum MWC 2016 auf den Markt kommen!