Что ж, вышел Pixel 6: появились обзоры, мы все поняли, ажиотаж прошел.
Или нет? Не волнуйтесь, на Pixel 6 и Pixel 6 Pro по-прежнему будет много контента! В любом случае, теперь мы можем спокойно говорить о самой важной и, наверное, самой недооцененной особенности нового смартфона Google — процессоре Tensor. Это необычный чип.
Google Tensor не похож на то, что делают Samsung, Qualcomm и даже Apple, а также на то, что делала HUAWEI. Тензор – это нечто особенное.
В свое время Google показал, как делать компьютерную фотографию.
И судя по тому, что мы узнали о Tensor, Google сейчас показывает всей отрасли, как делать процессоры.
Поэтому сегодня мы подробно разберем, что такое Google Tensor. Поясним странные инженерные решения.
Давайте поговорим о секретном оружии Google и раскроем пару секретов Google Tensor 2.
Чем Google Tensor не является.
Знакомство было весьма претенциозным.
Итак, давайте вернемся на землю и посмотрим правде в глаза: Google Tensor не является идеальным процессором.
Он не самый быстрый, не самый энергоэффективный и не так вертикально интегрирован, как A15 Bionic. Ведь процессоры Apple, в отличие от Google, имеют свой дизайн ядра, свою графику и вообще всё, кроме модема, но это тоже вопрос времени.
Но в Google Tensor есть что-то, что отличает его от всех конкурентов.
И речь идет об уникальных инженерных решениях, до которых никто, кроме Google, не додумался.
И начнем мы с такого решения, как планировка.
Макет
Вопрос.
Кто главный модельер в нашем мире? Или, скажем так, самый влиятельный модельер? Что вы думаете? Кто-нибудь из Дома Gucci? Армани? Прада? Может быть, Канье Уэст? Нет! Это компания ARM, которая, как хороший модельер, каждый год выпускает новую коллекцию дизайнов ядра Cortex. Эти разработки затем лицензируются поставщиками: Qualcomm, Samsung, MediaTek и теперь Google. Они реализуют их в виде процессоров для наших смартфонов.
Вот почему именно ARM определяет, что вы будете носить в карманах джинсов и сумочках в этом году.
Более того, помимо конструкции ядер, ARM также дает рекомендации, как именно и как лучше расположить эти ядра.
Например, в этом году на пике моды трехкластерная компоновка 1+3+4, где имеется одно огромное ядро Cortex-X1, три мощных ядра Cortex-A78 и четыре энергоэффективных Cortex-A55. 
Такое расположение используется в Snapdragon 888, Exynos 2100, остальные делают примерно то же самое, танцуя в ритме 1+3+4.
Но не Гугл! Эти ребята делают особенную игру.
Google Tensor, как и все остальные, использует четыре ядра Cortex A55 в качестве энергоэффективных ядер.
Но вместо одного альфа-ядра здесь два Cortex-X1. И вместо актуального сейчас Cortex-A78 они используют два ядра Cortex-A76. И это даже не последний, а предпоследний, который был выпущен еще в 2018 году.
Это времена Snapdragon 855. Например, Pixel 4 работал на таком процессоре.
Почему Google это делает? Ведь нет ни экономической выгоды, ни технических причин использовать старые ядра.
И вся суть в этой картинке.
Здесь вы видите сравнение ядер Cortex A76, A77 и A78 с точки зрения производительности, энергопотребления и площади с использованием одного и того же 7-нм техпроцесса.
И здесь мы видим, что Cortex A76 из этой тройки — самое компактное и энергоэффективное ядро, и разница огромна.
То есть посмотрите, если Google уже влепил два огромных, мощных ядра X1, они просто не смогут соединить их с почти столь же мощным A78. Процессор будет тупо перегреваться.
И мы знаем, как перегревается Snapdragon 888 с одним ядром X1. Именно поэтому Google выбрала Cortex-A76 как наиболее оптимальное ядро среднего класса.
И таким образом они получили гораздо более честную и логичную трехкластерную схему 2+2+4. Более того, Cortex-A76 в Google Tensor — это не те ядра, которые были 3 года назад и есть в Pixel 4. Ведь тогда процессоры разрабатывались по техпроцессу 7 нм, а Google перенесла старый дизайн на новый.
Техпроцесс 5 нм, который позволил сделать ядра еще меньше и энергоэффективнее.
И, скорее всего, сделать это было сложнее, чем просто использовать нынешние A78, изначально рассчитанные на 5 нм.
Прохладный! Но зачем нужно было создавать себе трудности и брать два ядра X1? Так будет ли процессор работать быстрее? Нет! По одноядерной производительности мы вполне логично добиваемся паритета с Qualcomm Snapdragon 888 и Samsung Exynos 2100. А вот в многопоточности Tensor полностью превосходит все нынешние чипы.
Так почему же Google пришлось экспериментировать с макетом? И ответ кроется в концепции гетерогенных вычислений.
Смотреть.
Гетерогенные вычисления
Да, процессор Google не чемпион в бенчмарках, хотя и не аутсайдер, это тоже стоит признать, но Snapdragon 888 объективно быстрее в бенчмарках.
По крайней мере в тестах процессора.
Но дело в том, что бенчмарки не показывают, как процессор будет работать в реальной жизни.
Контрольный показатель похож на упражнение в тренажерном зале, когда вы изолированно нагружаете определенную группу мышц.
Но в реальной жизни, когда вам нужно переместить шкаф, хорошо прокачанные трицепсы могут оказаться бесполезными.
То же самое и с процессорами; очень редко бывает, когда загружен один вычислительный блок, например, только одно мощное ядро.
Поэтому настоящая проверка на прочность процессора происходит тогда, когда одновременно происходят совершенно разные типы вычислений, и соответственно нагрузка ложится на всю систему на кристалле, а не только на CPU или GPU. Это называется гетерогенными вычислениями.
Ярким примером таких вычислений является работа приложения камеры.
При этом нагрузка на центральный процессор не максимальная, а средняя.
Но одновременно с ЦП здесь усиленно работает сигнальный сопроцессор ISP, постоянно считающий и обрабатывающий данные из матрицы.
Графический процессор занят, особенно если вы используете AR. Нейронный двигатель постоянно распознает и сегментирует изображение.
И все это в реальном времени с частотой 60 кадров в секунду.
И именно для таких средних разнородных нагрузок и предназначен Google Tensor. Один из лидеров команды Google Silicon Фил Кармак описывает это так: «Для достаточно высоконагруженных задач мы используем два ядра X1 на более низких частотах, что делает их сверхэффективными.
В условиях, когда вы обычно используете пару процессоров Cortex A76 на максимальной мощности, пара Cortex X1 практически не напрягается».
Например, если предыдущий Pixel 5 перегрелся при записи видео 4К.
В Pixel 6 такой проблемы нет, несмотря на то, что «шестерка» записывает видео в HDR. Кроме того, по словам Кармака, два ядра Cortex X1 позволяют выполнять краткосрочные быстрые задачи, такие как открытие приложения или загрузка страницы, быстрее, чтобы быстрее перейти в энергосберегающее состояние.
По крайней мере, такова была идея, согласно мнению Google. На практике, судя по тестам авторитетного ресурса Anandtech, подвела именно реализация идей.
Реализованные Google средние ядра A76 и маленькие A55 тупо отстают от конкурентов как по энергоэффективности, так и по мощности.
Тензор
Но это не то, о чем мы действительно хотели поговорить, говоря о Google Tensor. Давайте уже обратим внимание на слона в комнате, имя этому слону – «Искусственный интеллект».Главной инновацией мобильного процессора Google является собственный нейронный движок TPU. Сам TPU означает Tensor Processing Unit. Весь процессор назван в честь этого компонента и построен на его основе.
А теперь, по тем же данным Anandtech, нейромодулятор в Google Tensor просто уничтожает всех.
Например, в области обработки естественного языка превосходство над конкурентами трехкратное.
И это разница в несколько поколений.
Да, нейромодуль Google не доминирует во всех тестах, но цифры везде очень хорошие.
И это говорит о том, что нейронный процессор Google — один из самых мощных, а может быть, и самый мощный на рынке.
Но зачем Google понадобилась такая власть? Дело в том, что у Google есть особое оружие — исследовательское подразделение Google, в котором работает множество научных умов и они постоянно публикуют кучу научных работ с сумасшедшими алгоритмами.
И наконец настал их звездный час, ведь теперь есть оборудование, на котором можно реализовать их алгоритмы.
Давайте посмотрим, что мы уже реализовали.
HDRnet
В 2017 году ребята научили нейросеть моделировать работу своего фирменного алгоритма HDR+ в реальном времени.
Сначала эта разработка использовалась в Pixel 4 в виде функции Live HDR+.
Приложение камеры теперь имеет предварительный просмотр HDR и ползунки регулировки теней и света.
А в Pixel 6 тот же алгоритм был встроен непосредственно в модуль ISP и поэтому его можно было масштабировать для записи HDR-видео.
И теперь этот алгоритм называется HDRnet. Кстати, вы заметили, как Google улучшил стабилизацию видео? Конечно, они использовали алгоритм стабилизации видео Deep Online Fused из публикации этого года.
И видимо алгоритм Steadiface 2019 года для фронтальной камеры.
Синтезировать размытие в движении
Давайте двигаться дальше.
В Pixel 6 теперь есть режим, имитирующий длительную выдержку? Так что издание ждет своей реализации с 2019 года!
Размытие лица
Или, наоборот, Pixel 6 научился убирать размытие с лиц? Скорее всего им это помогло это работа на 2021 год для исправления размытия.Кстати, вы знали, что на фотографиях со сверхширокоугольной камеры Google корректирует геометрию лиц? И так далее… В камере реализовано огромное количество алгоритмов, и сложно даже представить, сколько всего стоит в очереди.
Не нравятся блики на фотографиях нового пикселя? Не проблема, скорее всего в будущем мы от них избавимся, ведь есть алгоритм удаления бликов .
Контекстный центр
Но все эти сложные алгоритмы из мира компьютерной фотографии — лишь малая часть того, чем занимается Google Research. В Google Tensor встроен потрясающий механизм распознавания и перевода речи, который, насколько я помню, работает с 52 языками, и все это на устройстве, без подключения к сети.Таким образом, система на кристалле имеет отдельный вычислительный блок Context Hub, который, по мнению Google, выводит «машинное обучение в область сверхнизкого энергопотребления».
Это блок, который постоянно работает и что-то анализирует в фоновом режиме.
Например, он отвечает за функцию «Что сейчас играетЭ» и Бог знает, что еще он делает? Может, предлагает варианты ответа на сообщения в gBoard, может, оптимизирует энергопотребление.
Мы не знаем наверняка.
Но что мы точно знаем, так это то, что Google Tensor — первый процессор, который так широко использует возможности машинного обучения.
И это только начало.
Тензор 2 и выводы
Данные о Google Tensor 2, который будет в Pixel 7, постепенно начинают просачиваться в сеть.
В то время как первый Tensor имел кодовое название Whitechapel и номер модели GS101, Tensor 2 появился под кодовым названием Cloudripper и номером модели GS201. Данных о характеристиках нового Tensor пока нет, но очевидно, что Google занимается этой игрой серьезно и надолго.
Разработка первого Тензора заняла четыре года.
И хотя у них был не самый быстрый и энергоэффективный процессор, первый блин комом точно не вышел.
Да, Pixels занимают незначительную долю в общемировом объеме продаж телефонов.
Да, пиксели всегда в чем-то отстают от конкурентов.
Но влияние этих телефонов на всю индустрию огромно! В свое время Google задал тренд на компьютерную фотографию.
Теперь мы очень надеемся, что Google задаст новый тренд в мире процессоров.
Ведь Google Tensor — это процессор, созданный не маркетологами, а инженерами.
А в наше время это большая редкость.
Теги: #Производство и разработка электроники #Android #Процессоры #Смартфоны #Google #Высокопроизводительный #процессор #google пиксель #Pixel #разборка #Чип #чипсет #google tensor #google Pixel 6 #google Pixel 6 Pro #pixel 6 #pixel 6 pro
-
Немецкий
19 Oct, 24 -
Онлайн-Конференция «Новейшие Бизнес-Решения»
19 Oct, 24 -
Язык Программирования Apl
19 Oct, 24 -
Свн: Шесть Месяцев Спустя
19 Oct, 24 -
Вр – Выпуск №6
19 Oct, 24 -
Вр - Выпуск № 29
19 Oct, 24
