10.10.2017 13:02

Jak zmieścić superkomputer w kieszeni?

Patrząc na smukłe linie nowoczesnych smartfonów łatwo zapomnieć, że w środku flagowych modeli kryje się moc obliczeniowa, o jakiej jeszcze kilkanaście lat temu tylko marzyli twórcy superkomputerów. I daje możliwości, o jakich wcześniej nikomu się nie śniło.

Jak zmieścić superkomputer w kieszeni?
foto: Antyradio.pl

W 1996 roku, po raz pierwszy w historii, ludzie musieli uznać wyższość maszyny w meczu szachowym – stworzony przez IBM-a superkomputer Deep Blue wygrał z Garim Kasparowem, jednym z najlepszych graczy na świecie.

Dziś podobną moc obliczeniową (w niektórych zastosowaniach) ma procesor graficzny Adreno 540, wbudowany w chipset Qualcomm Snapdragon 835, najszybszy ze stosowanych w smartfonach z Androidem. Można go spotkać we flagowych modelach telefonów, na przykład w Nokii 8.

Deep Blue miał rozmiary dużej szafy, dzisiejszy smartfon bez problemu mieści się w kieszeni. W miniaturowanym układzie, produkowanym w procesie 10 nm, znajduje się nie tylko CPU (procesor) i GPU (procesor graficzny), lecz także pełen zestaw innych układów umożliwiających działanie telefonu.

Czym jest chipset?

Qualcomm Snapdragon 835 nie jest nazwą procesora – to określenie całego układu SoC (System-o-Chip), który w jednym komponencie integruje logikę niezbędną do działania telefonu.

Procesor napędzający Nokię 8 to ośmiordzeniowy Kryo 280. Układ podzielony jest na dwie czterordzeniowe części – oferującą najwyższą wydajność 2,45 GHz per rdzeń, oraz drugą z rdzeniami energooszczędnymi, używanymi gdy telefon nie musi pokazywać wszystkiego, na co go stać.

foto: materiały prasowe

Jak widać na schemacie, procesor jest jednym z wielu elementów, które znalazły się na chipsecie Snapdragon 835. Dzięki części z tych dodatkowych komponentów możliwe jest między innymi robienie zdjęć podwójnym aparatem oraz korzystanie z funkcji bothie.

Odpowiada za to, widoczny nad modułem procesora, układ nazwany Qualcomm Spectra 180. Ten wyspecjalizowany ISP (Image Signal Procesor) odpowiada za obsługę aparatów fotograficznych. W Nokii 8 ma co robić, jako że smartfon wyposażony jest w aż 3 matryce 13 Mpix – dwie znajdują się z tyłu, umożliwiając robienie zdjęć z efektem bokeh, jedna zaś została ulokowana z przodu.

Ponieważ Nokia 8 wykorzystuje dane zbierane przez obie tylne matryce (jedną kolorową, drugą monochromatyczną) do robienia zdjęć, kluczowe jest zapewnienie odpowiedniej mocy obliczeniowej, żeby efekt widoczny był natychmiast. Bez dodatkowego, wyspecjalizowanego układu by się to nie udało.

Układ Spectra 180 realizuje ponadto część funkcji związanej z działaniem aparatów – hybrydowy autofokus, zoom optyczny, rozpoznawanie twarzy czy nagrywanie wideo HDR.

Komputer wielkości paznokcia

Dużą część chipsetu zajmuje układ graficzny Adreno 540 wraz z podległymi mu specjalnymi jednostkami - DPU (Display Processing Unit), którego zadaniem jest wyświetlanie obrazu o 10-bitowej głębi kolorów w rozdzielczości 4K przy 60 klatkach na sekundę oraz VPU (Video Processing Unit), odpowiedzialnego za odtwarzanie 10-bitowego materiału HEVC (High Efficiency Video Coding).

Samo GPU zajmuje się przede wszystkim obsługą grafiki 3D – jest przy tym zgodna ze standardami OpenGL ES 3.2, OpenCL 2.0, Vulkan oraz DirectX 12, a wydajność pozwala na korzystanie z platformy VR Google Daydream.

Funkcje graficzne wspomagane są także przez układ Qualcomm Hexagon 682. To SDP (DSP (Digital Signal Processor) z rozwiązaniem HVX (Hexagon Vector eXtensions), którego zadaniem jest między innymi obsługa trybu Augmented Reality, znanego chociażby z gry Pokemon GO.

Wyspecjalizowany moduł Qualcomm IZat odpowiada za obsługę systemów nawigacji satelitarnej GPS, GLONASS, Beidou, Galileo i QZSS, Qualcomm Aqstic przetwarza dźwięk, dysponując zintegrowanym przetwornikiem cyfrowo-analogowym (32-bit/384 kH) i możliwością obsługi wzmacniaczy o mocy do 4 W.

W połączeniu z opracowanym przez Nokię systemem OZO Audio daje to możliwość nagrywania dźwięku 360 stopni przy rejestrowaniu filmów, co znacznie poprawia ich jakość, jako że w filmach z Nokii 8 można usłyszeć wyraźnie nie tylko osoby i obiekty, które znajdują się bezpośrednio na ekranie.

Za zbieranie i przetwarzanie danych z wszystkich czujników odpowiada jeszcze jeden wyspecjalizowany układ - Qualcomm All-Ways Aware.

Łączność i szybkie ładowanie

Trudno wyobrazić sobie mocnego smartfona bez obsługi szybkiego standardu przesyłania danych LTE. W Nokii 8 za transfer odpowiada wbudowany w chipset Snapdragon 835 modem Snapdragon X16 LTE.

Może on transmitować dane z prędkością wynoszącą 1 Gb/s – a więc nawet szybciej, niż jest to możliwe w przypadku sieci Wi-Fi. Ten sam układ odpowiada zresztą za obsługę lokalnych sieci bezprzewodowych, obsługując standardy 802.11ac i 802.11ad. W przyszłości, gdy upowszechni się odpowiedni sprzęt, pozwoli to na tworzenie Wi-Fi o przepustowości nawet 4,6 Gb/s.

W chipsecie Snapdragon 835 znajduje się ponadto układ, dzięki któremu można Nokię 8 błyskawiczne ładować. System Quick Charge 4 umożliwia naładowanie akumulatora do połowy pojemności w zaledwie 15 minut.

Smartfon chipsetem silny

Inżynierowie projektujący telefony musza korzystać z takich podzespołów, które będą w stanie zrealizować ich wizję. Nokia 8 to flagowiec, który w smukłej obudowie kryje wiele ciekawych funkcji. Najważniejszą z nich jest bothie, możliwe dzięki jednoczesnemu przetwarzaniu obrazu z dwóch różnych aparatów.

Pomysł Nokii mógł być zrealizowany tylko na silnym sprzęcie – stąd wybór chipsetu Qualcomm Snapdragon 835, który oferuje zdecydowanie więcej, niż tylko szybki procesor i układ graficzny.

 Materiał powstał we współpracy z marką Nokia.

Tagi: #Nokia