اسنپدراگون 8 الیت و الیت اکستریم نسل 6 معرفی شدند؛ آغاز رقابت نفس‌گیر با A20 Pro

خانواده‌ی Snapdragon 8 مدت‌ها است که فقط یک عضو ندارد؛ همین پارسال، کوالکام Snapdragon 8s Gen 4، اسنپدراگون 8 نسل 5 و Snapdragon 8 Elite Gen 5 را در رده‌های مختلف بازار پریمیوم عرضه می‌کرد؛ اما امسال کوالکام بالاترین پله را نیز دوپاره کرده؛ اکنون ابتدا Snapdragon 8 Elite Gen 6 را داریم و بالاتر از آن، Snapdragon 8 Elite Extreme Gen 6 قرار می‌گیرد؛ تراشه‌ای که کامل‌ترین مجموعه‌ی فناوری‌های کوالکام را به تمام‌عیارترین پرچم‌داران اندرویدی اضافه خواهد کرد.

پسوند Extreme پیش‌تر نیز در نام Snapdragon X2 Elite Extreme، قدرتمندترین تراشه‌های لپ‌تاپ کوالکام به‌کار رفته بود؛ اما حالا همان منطق به خانواده‌ی Snapdragon 8 رسیده است. نکته‌ی جالب اینکه Extreme قرار نیست صرفا نسخه‌ای با CPU پرمصرف‌تر و چندصد مگاهرتز فرکانس بیشتر باشد. هسته‌های پردازشی دو تراشه عملا با فرکانس یکسان کار می‌کنند و هر دو برای نخستین‌بار در دنیای موبایل به مرز ۵ گیگاهرتز می‌رسند. فاصله‌ی اصلی را باید در جاهای دیگری مثل هوش مصنوعی، گرافیک و پردازش تصویر جست‌وجو کرد؛ همان بخش‌هایی که کوالکام ظاهرا آینده‌ی گوشی‌های پرچمدار را بیش از هر چیز در آن‌ها می‌بیند.

پیش از معرفی رسمی، شایعاتی مطرح بود که کوالکام شاید برای دو تراشه‌ی پرچم‌دارش سراغ فناوری‌های ساخت متفاوت برود؛ ۲ نانومتر برای Extreme و ۳ نانومتر برای Elite؛ اما در نهایت چنین اتفاقی نیفتاد و هر دو تراشه با فرآیندی تولید می‌شوند که کوالکام «فرآیند ۲نانومتری پیشرفته» می‌نامد؛ بنابراین احتمالا با فرآیند N2P شرکت TSMC طرف هستیم؛ نسخه‌ی بهبودیافته‌ی N2 که در شرایط مشابه تا حدود ۵ درصد عملکرد بیشتر یا بهره‌وری بالاتری ارائه می‌دهد.

داستان فقط به کوچک‌ترشدن ترانزیستورها ختم نمی‌شود. کوالکام نحوه‌ی چیدمان تراشه و حافظه را هم تغییر داده و از نوعی بسته‌بندی Offset Package-on-Package استفاده می‌کند. در این طراحی، DRAM دیگر دقیقا روی بخش محاسباتی قرار نمی‌گیرد و کمی به کنار منتقل شده است تا از نقاطی مثل CPU و GPU که بیشترین حرارت را تولید می‌کنند فاصله بگیرد؛ پیش‌تر نیز اپل در افدامی مشابه، DRAM رو به‌کنار واحد محساباتی A20 Pro انتقال داده بود.

کوالکام در نسل چهارم Oryon همچنان سراغ ترکیب آشنای ۲ هسته‌ی Prime و ۶ هسته‌ی Performance رفته است، اما فرکانس‌ها بار دیگر افزایش پیدا کرده‌اند. ۲ هسته‌ی Prime در هر دو نسخه‌ی Elite و Extreme می‌توانند به فرکانس بیشینه‌ی ۵ گیگاهرتز دست یابند و ۶ هسته‌ی Performance نیز سقف فرکانس ۴ گیگاهرتز دارند. برای مقایسه، هسته‌های Prime در Snapdragon 8 Elite Gen 5 تا حدود ۴٫۶ گیگاهرتز کار می‌کردند.

۵ گیگاهرتز برای یک تراشه‌ی موبایل عدد چشمگیری است؛ اما نباید اجازه داد این عدد بقیه‌ی ماجرا را تحت‌الشعاع قرار دهد. فرکانس هسته‌های Prime حدود ۸٫۵ درصد بیشتر شده و خود کوالکام از حدود ۱۰ درصد افزایش عملکرد CPU در Elite و ۱۳ درصد در Extreme صحبت می‌کند؛ بنابراین باتوجه‌به اینکه فرکانس CPU دو مدل یکسان است و تا اینجا تفاوت معماری مشخصی میان آن‌ها اعلام نشده، دلیل اختلاف ۳‌درصدی عملکرد ادعایی دو نسخه هنوز کاملا روشن نیست.

از طرف دیگر، اعداد ادعایی کوالکام راجع‌به عملکرد CPU نشان می‌دهند که نباید انتظار جهشی بزرگ در IPC داشته باشیم. به‌نظر می‌رسد بخش قابل‌توجهی از افزایش سرعت این نسل از بالارفتن فرکانس و بهینه‌سازی‌های پیرامونی حاصل شده باشد؛ مسیری که اپل هم در نسل‌های اخیر تا حدی دنبال کرده است.

شاید ادعای مهم‌تر کوالکام جایی باشد که کمتر در تیترها دیده می‌شود؛ تراشه‌ساز آمریکایی می‌گوید Oryon جدید در برخی پردازش‌ها می‌تواند تا ۳۷ درصد بهره‌وری بیشتری داشته باشد. در تراشه‌ی دستگاهی همچون گوشی هوشمند که قرار است در ۹۹ درصد مواقع به باتری متکی باشد، مصرف انرژی کمتر، از افزایش چند درصدی عملکرد، اهمیت به‌مراتب بالاتری دارد؛ چون مصرف انرژی و حرارت در نهایت تعیین می‌کنند چه مقدار از قدرت تراشه واقعا در اختیار کاربر قرار می‌گیرد.

یکی از تغییرات جالب CPU جدید اصلا به فرکانس یا هسته‌ها مربوط نمی‌شود. کوالکام شیوه‌ی توزیع حافظه‌ی کش را عوض کرده و ساختاری با نام Oryon FlexCache ساخته است. در نسل قبل، ۲ هسته‌ی Prime به ۱۲ مگابایت کش L2 و ۶ هسته‌ی Performance هم به ۱۲ مگابایت کش جداگانه دسترسی داشتند. در نسل جدید این دو استخر مستقل جای خود را به یک مجموعه‌ی مشترک ۱۶ مگابایتی داده‌اند که تمام هسته‌ها می‌توانند از آن استفاده کنند.

در نگاه اول حتی می‌توان گفت ظرفیت کش کاهش پیدا کرده؛ اما مزیت طراحی جدید در انعطاف‌پذیری آن است؛ بدین‌مفهوم که دیگر هر هسته‌ی Prime لزوما به سهم ازپیش‌تعیین‌شده‌ی خودش محدود نیست و در شرایط مناسب می‌تواند به بیش از ۱۲ مگابایت کش دسترسی داشته باشد. کوالکام سعی دارد که داده‌ها را تا حد ممکن نزدیک CPU نگه دارد؛ چراکه مراجعه به DRAM هم تأخیر بیشتری دارد، هم انرژی بیشتری مصرف می‌کند؛ بنابراین استفاده‌ی بهتر از کش می‌تواند بخشی از فشار روی حافظه‌ی اصلی را کم کند.

در بخش حافظه نیز تراشه‌های نسل‌ششمی کوالکام برای استانداردهای جدید آماده شده‌اند. هر دو تراشه همچنان از LPDDR5X-10600 پشتیبانی می‌کنند؛ اما امکان استفاده از LPDDR6-10600 نیز فراهم شده است؛ پشتیبانی از حافظه‌های ذخیره‌سازی UFS 5.0 هم به فهرست قابلیت‌ها اضافه شده که نرخ خام انتقال داده در هر Lane را از ۲۳٫۲ گیگابیت‌برثانیه در UFS 4.0 به ۴۶٫۴ گیگابیت‌برثانیه می‌رساند.

اگر در نسل‌های گذشته تمام شرکت‌ها دوست داشتند عبارت AI را به هر قابلیت تازه‌ای بچسبانند، کلیدواژه‌ی محبوب این نسل Agentic AI است؛ هوش مصنوعی‌ای که قرار نیست فقط یک ورودی بگیرد و پاسخی تحویل دهد. Agent-ها باید بتوانند کاری را در چند مرحله پیش ببرند، میان ابزارهای مختلف جابه‌جا شوند، اطلاعات قبلی را به خاطر بسپارند، نتیجه‌ی یک مرحله را بررسی کنند و براساس آن سراغ مرحله‌ی بعد بروند. چنین الگویی طبیعتا فشار متفاوتی به سخت‌افزار وارد می‌کند.

کوالکام وظایف هوش مصنوعی عامل‌محور را صرفا برعهده‌ی NPU نمی‌گذارد. خود Oryon نیز شتاب‌دهنده‌ی سخت‌افزاری برای پردازش‌های AI دارد و بسته به نوع بار کاری، پردازش می‌تواند میان CPU و شتاب‌دهنده‌های دیگر جابه‌جا شود. در NPU جدید Hexagon نیز واحد تازه‌ای به‌نام Element Accelerator اضافه شده است؛ اسم پیچیده‌‌ای که ایده‌ی پشت آن چندان پیچیده نیست.

شبکه‌های عصبی مرتبا عملیات ساده‌ای مثل جمع، ضرب، مقایسه و توابع فعال‌سازی را روی عناصر Tensor انجام می‌دهند. پیش‌تر چنین کارهایی روی واحدهای عمومی‌تر NPU اجرا می‌شدند؛ حالا کوالکام بخشی اختصاصی برایشان در نظر گرفته تا این عملیات پرتکرار با سربار و مصرف انرژی کمتری انجام شوند؛ Element Accelerator در کنار واحدهای Scalar و Vector قرار می‌گیرد. Scalar برای پردازش مقادیر منفرد و کارهای کنترلی مناسب است، Vector تعداد زیادی داده را موازی پردازش می‌کند و واحد جدید کارهای element-wise را برعهده می‌گیرد.

تا به‌اینجای کار، شباهت‌های Elite و Extreme بسیار بیشتر از تفاوت‌هایشان است؛ اما در NPU یکی از نخستین اختلاف‌های جدی دو تراشه ظاهر می‌شود. کوالکام برای NPU نسخه‌ی Extreme حدود ۵۰ درصد حافظه‌ی اختصاصی بیشتری در نظر گرفته، هرچند ظرفیت دقیق حافظه را اعلام نکرده؛ اما تراشه‌ساز آمریکایی می‌خواهد اطلاعات مهم مدل تا جای ممکن نزدیک خود واحدهای پردازشی باقی بمانند و تراشه کمتر مجبور شود سراغ DRAM برود.

افزایش حافظه‌ی در دسترسِ NPU در اجرای مدل‌های زبانی اهمیت بیشتری پیدا می‌کند. وضعیت فعلی مدل، متن مکالمه و KV Cache همگی باید مرتبا در دسترس باشند. حافظه‌ی محلی بیشتر می‌تواند Context بزرگ‌تر، تولید سریع‌تر توکن و تأخیر کمتر در کارهای چندمرحله‌ای را ممکن کند.

NPU جدید همچنان از دقت‌های INT2، INT4، INT8، INT16، FP8 و FP16 پشتیبانی می‌کند و کوالکام به‌خصوص برای مدل‌های INT4 از ۵۰ درصد افزایش سرعت مرحله‌ی Prefill صحبت می‌کند. Prefill همان مرحله‌ای است که مدل پیش از شروع تولید پاسخ، ورودی موجود، مثلاً سؤال کاربر یا متن مکالمه‌ی قبلی را یکجا پردازش می‌کند.

کوالکام نسخه‌ی Extreme را همچنین برای اجرای مدل‌های Mixture-of-Experts یا MoE مناسب‌تر می‌داند. به‌موجب مفهوم MoE، همه‌ی پارامترهای یک مدل برای انجام هر درخواست فعال نباشند؛ برای مثال، یک مدل می‌تواند در مجموع ۳۰ میلیارد پارامتر داشته باشد؛ اما هنگام تولید یک توکن فقط سه میلیارد پارامتر مرتبط با آن کار را فعال کند. نتیجه، امکان استفاده از مدل‌های بزرگ‌تر بدون افزایش مستقیم و متناسب هزینه‌ی محاسباتی است.

اگر اختلاف حافظه‌ی NPU هنوز برای بسیاری از کاربران مفهومی انتزاعی باشد، تفاوت دو تراشه در بخش گرافیک ملموس‌تر است؛ نسخه‌ی Extreme به واحدهای تازه‌ای به‌نام Adreno Matrix Cores مجهز شده؛ واحدهایی که در Elite معمولی وجود ندارند. Matrix Core-ها برای انجام سریع محاسبات ماتریسی ساخته شده‌اند؛ همان محاسباتی که بخش بزرگی از پردازش شبکه‌های عصبی و یادگیری ماشین را تشکیل می‌دهند.

کوالکام مجموعه‌ی قابلیت‌هایی را که با استفاده از واحدهای Matrix Core وارد GPU می‌شوند، Adreno Neural Fusion می‌نامد. دو کاربرد مهم آن AI Super Resolution و Frame Generation هستند. در کامپیوترهای دسکتاپ سال‌ها است که شرکت‌هایی مثل انویدیا از مدل‌های یادگیری ماشین برای بازسازی تصویر در وضوح بالاتر یا تولید فریم‌های میانی استفاده می‌کنند و حالا همین ایده با جدیت بیشتری وارد GPU موبایل می‌شود.

مزیت قرارگرفتن واحدهای Matrix Core داخل خود GPU این است که پردازش‌های موردنیاز برای Upscaling یا تولید فریم قرار نیست از پایپ‌لاین گرافیکی خارج شود و به شتاب‌دهنده‌ی دیگری مانند NPU سپرده شود. مدل AI درست همان‌جایی اجرا می‌شود که فریم‌ها در حال رندرشدن هستند. کوالکام هم‌اکنون از Unity و Unreal Engine نیز پشتیبانی می‌کند؛ نکته‌ای که نشان می‌دهد Neural Fusion قرار نیست فقط قابلیتی برای چند دموی نمایشی باشد و شرکت می‌خواهد توسعه‌دهندگان بازی واقعاً بتوانند از آن استفاده کنند.

معماری اصلی Adreno همچنان بر مبنای سه بلوک یا Slice مستقل شکل گرفته است. هر Slice منابع Shader و ALU خودش را دارد و بسته به بار پردازشی، می‌توان فعالیت بخش‌های مختلف را مدیریت کرد؛ بنابراین GPU لازم نیست همیشه با تمام ظرفیت کار کند. ۱۸ مگابایت حافظه‌ی اختصاصی Adreno High Performance Memoryیا HPM نیز همچنان وجود دارد تا نیاز GPU به مراجعه به DRAM کمتر شود. کوالکام می‌گوید مصرف انرژی حافظه نیز ۱۲ درصد کاهش پیدا کرده است.

فرکانس GPU هم افزایش چشمگیری داشته و از حدود ۱٫۲ گیگاهرتز در Snapdragon 8 Elite Gen 5 به ۱٫۴۵ گیگاهرتز رسیده است. کوالکام بهبود عملکرد گرافیکی نسبت به نسل قبل را برای Elite حدود ۳۵ درصد و برای Extreme حدود ۴۴ درصد اعلام می‌کند و می‌گوید بهره‌وری انرژی می‌تواند تا ۴۰ درصد بهتر شود.

مرز میان دو تراشه در پردازش تصویر هم ادامه دارد. کوالکام می‌گوید ظرفیت انتقال داده‌ی ISP جدید چهار برابر شده است. مهم‌ترین نتیجه‌ی این تغییر در Extreme دیده می‌شود؛ جایی که تراشه می‌تواند از ضبط ویدئوی 4K با نرخ ۲۴۰ فریم‌برثانیه و 8K با نرخ ۶۰ فریم‌برثانیه پشتیبانی کند. نسخه‌ی Elite در همان سقف 4K120 و 8K30 باقی می‌ماند.

البته قابلیت ISP را نباید به‌طور مستقیم با قابلیت دوربین گوشی یکی دانست. اینکه یک گوشی واقعا بتواند 4K240 ضبط کند، به حسگر دوربین، پهنای باند حافظه، فضای ذخیره‌سازی، دفع حرارت و البته تصمیم خود سازنده بستگی دارد. کوالکام زیرساخت را فراهم می‌کند؛ استفاده از آن برعهده‌ی شرکت سازنده است.

نسخه‌ی Extreme برای نخستین‌بار از کدک H.266 یا VVC هم پشتیبانی می‌کند. VVC برای فشرده‌سازی مؤثرتر از H.265 طراحی شده است و در کیفیت تصویر مشابه می‌تواند تقریبا ۳۰ تا ۵۰ درصد نرخ داده‌ی کمتری نیاز داشته باشد؛ موضوعی که در ویدئوهای سنگین 4K و 8K می‌تواند هم در حجم فایل و هم در پهنای باند موردنیاز تأثیر قابل‌توجهی داشته باشد.

نسل جدید اسنپدراگون یک تغییر مهم دیگر هم دارد؛ مودم Qualcomm X105 برخلاف تراشه‌های مجزا در نسل‌های قبلی، اکنون داخل SoC یکپارچه شده است. مودم X105 از نظر سرعت خام، ارتقای نسبتا محدودی درمقایسه‌با X85 محسوب می‌شود. حداکثر سرعت نظری دانلود از ۱۲٫۵ به ۱۴٫۸ گیگابیت‌برثانیه و آپلود از ۳٫۷ به ۴٫۲ گیگابیت‌برثانیه رسیده است؛ اعدادی که طبیعتا بیشتر نشان‌دهنده‌ی ظرفیت پلتفرم‌اند تا سرعتی که کاربران در شبکه‌های واقعی تجربه خواهند کرد.

تغییرات جالب‌تر در بخش‌های دیگر اتفاق افتاده‌اند. پردازنده‌ی هوش مصنوعی مودم حالا به نسل پنجم رسیده است و می‌تواند شرایط سیگنال را به‌صورت لحظه‌ای بررسی کند؛ از تشخیص تداخل و انتخاب فرکانس مناسب‌تر گرفته تا تنظیم آنتن و مدیریت مصرف انرژی.

فرستنده‌گیرنده‌ی RF نیز ۱۵ درصد کوچک‌تر و ۳۰ درصد کم‌مصرف‌تر شده و پشتیبانی ارتباط ماهواره‌ای هم از NB-NTN به NR-NTN ارتقا پیدا کرده؛ یعنی از ارتباطات ماهواره‌ای باریک‌باند به بستری که بر پایه‌ی 5G New Radio شکل گرفته است و ظرفیت بیشتری برای سرویس‌های داده دارد.

مودم X105 در بخش مکان‌یابی نیز از GNSS چهارفرکانسی پشتیبانی می‌کند و می‌تواند از باندهای L1، L2، L5 و L6 استفاده کند. داشتن چند فرکانس به گیرنده اجازه می‌دهد بخشی از خطاهای ایجادشده در یونوسفر را بهتر تصحیح کند و اثر پدیده‌ی Multipath را کاهش دهد؛ همان اتفاقی که در خیابان‌های محصور میان ساختمان‌های بلند باعث می‌شود سیگنال ماهواره پیش از رسیدن به گوشی چند بار بازتاب پیدا کند و موقعیت اشتباهی گزارش شود.

کوالکام می‌گوید در کنار افزایش دقت، مصرف انرژی این بخش هم ۲۵ درصد کاهش پیدا کرده؛ مودم X105 به RF Front-End تازه‌ای هم مجهز شده و ازجمله‌ی تغییرات آن می‌توان به استفاده از LPAMID-های Power Class 2 اشاره کرد که می‌توانند با توان بالاتری نسبت به نمونه‌های متداول Power Class 3 سیگنال را ارسال کنند؛ هدف اصلی افزایش برد و بهبود اتصال در لبه‌ی سلول است؛ جایی که گوشی از دکل فاصله دارد و حفظ ارتباط دشوارتر می‌شود.

با کنار هم گذاشتن تمام تغییرات، شاید جالب‌ترین نکته درباره‌ی Snapdragon 8 Elite Extreme Gen 6 این باشد که کوالکام برای ساختنش راه ساده‌ی افزایش فرکانس CPU را انتخاب نکرده؛ CPU دو نسخه تقریبا یکسان است؛ همان دو هسته‌ی Prime پنج‌گیگاهرتزی، همان شش هسته‌ی Performance چهارگیگاهرتزی و همان FlexCache. هر دو با فرایند ۲ نانومتری ساخته می‌شوند، هر دو از LPDDR6 و UFS 5.0 پشتیبانی می‌کنند و هر دو مودم X105 را در خود دارند.

Extreme وقتی معنای خودش را پیدا می‌کند که از CPU فاصله بگیریم. حافظه‌ی بیشتر NPU، آمادگی بهتر برای مدل‌های MoE، Matrix Coreهای GPU، Neural Fusion، AI Super Resolution، Frame Generation، فیلم‌برداری 4K240 و 8K60 و پشتیبانی از H.266؛ این‌ها قابلیت‌هایی هستند که کوالکام برای بالاترین مدل نگه داشته است.

همین موضوع تا حد زیادی نشان می‌دهد رقابت تراشه‌های پرچمدار موبایل به کدام سمت می‌رود. چند سال پیش تقریبا تمام توجه روی CPU بود و کمی بعد GPU به میدان اصلی رقابت تبدیل شد. حالا اختلاف تراشه‌های بالارده را بیش از پیش باید در شتاب‌دهنده‌های تخصصی، حافظه‌ی نزدیک به واحدهای پردازشی و نحوه‌ی استفاده از هوش مصنوعی در قسمت‌های مختلف SoC جست‌وجو کرد.

حالا باید منتظر اولین گوشی‌های مجهز براشه‌های نسل‌ششمی کوالکام بمانیم تا ببینیم این تغییرات بیرون از اسلایدهای رویداد Snapdragon Summit چه نتیجه‌ای دارند؛ به‌خصوص اینکه توان گرافیکی بالاتر، فرکانس ۵ گیگاهرتزی و قابلیت‌های سنگین AI در استفاده‌ی طولانی‌مدت چه اثری روی مصرف انرژی و حرارت خواهند گذاشت.