クアルコムは今週、来年の最高級Androidスマートフォンに搭載される予定の最新主力システムオンチップ、Snapdragon 888を発表した。
毎年この時期になると、このアメリカの巨大企業がSnapdragon 800シリーズの新製品を発表します。例えば、2019年の865などがその例です。888はこのシリーズの後継機です。このシステムオンチップについて、私たちの注目を集めた点をいくつかご紹介します。
5nmプロセスを用いてSamsungが製造しています。Qualcommは、888の製造にTSMCではなくSamsungを選んだと述べています。その理由は、TSMCがApple、Nvidia、AMDなどのメーカーからの注文で既に満杯になっているためと考えられます。
これはArm Cortex-X1を採用した初の商用チップです。Qualcommは888向けに、Cortex-X1を含むArm設計のCPUコア群のライセンスを取得しており、Qualy氏によると、Cortex-X1が商用製品に採用されるのはこれが初めてです。Kryo 680と呼ばれるこのCPUクラスターは、以下のように構成されています。
- Cortex-X1単体のクロック周波数は2.84GHzです。これはシステムオンチップ（SoC）の強力なエンジンで、高負荷のアプリスレッドを処理するために起動し、その後スリープ状態に戻ってバッテリー消費を節約します。1MBのL2キャッシュを搭載しています。Qualcommは、全コアのL1キャッシュ容量についてやや控えめな情報しか公開していません。これは、Appleの最上位Arm互換モバイルチップであるA14が、CPUコアあたり128KBのL1データキャッシュと192KBのL1命令キャッシュを搭載しており、特にWebページ内のJavaScriptの解釈といった処理において、競合他社に対して大きな優位性を持っているためと考えられます。Armによると、Cortex-X1は通常64KBのL1データキャッシュと64KBのL1命令キャッシュを搭載しています。
- 最大2.4GHzのクロックを誇る3つのCortex-A78コアは、それぞれ512KBのL2キャッシュを搭載しています。これらのコアは、高負荷なアプリのワークロードにも対応します。
- 最大1.8GHzのクロックを誇る4つのCortex-A55コアは、それぞれ128KBのL2キャッシュを搭載しています。これらの軽量CPUは、バッテリー消費をあまり抑えながら、負荷の低いアプリケーションソフトウェアを実行します。
- また、 4MB の L3キャッシュと3MB のシステム キャッシュもあります。
タイプ1ハイパーバイザーを搭載しています。QualcommはSnapdragonに新たなセキュリティレイヤーを追加したため、何が利用できるのか分からなくなっても無理はありません。Qualcommによると、888にはファームウェアに搭載されていると思われるタイプ1ハイパーバイザーが搭載されており、「同一デバイス上のアプリと複数のOS間でデータを分離」できるとのことです。つまり、あるゲストOSで会社の業務を、別のゲストOSで個人的な作業をそれぞれ実行し、それらを分離しておくことができるということです。あるいは、アプリをそれぞれ別のゲスト環境で実行することも可能です。
これは、ArmのTrustZoneテクノロジーを基盤とするQualcomm Trusted Execution Environmentとは別のものであるようです。TrustZoneテクノロジーは、認証のための暗号化などの低レベルのコードを、システムオンチップ上で実行される他のソフトウェアから分離されたエンクレーブ内で実行しようとします。さらに、Qualcomm設計のハードウェアを使用してコードスニペットを分離するSecure Processing Unit（SPU）もあります。さらに、アプリとリモートサービス間の接続を監視し、その安全性を維持するQualcomm Wireless Edge Servicesもあります。
5G接続機能を内蔵しています。888にはQualcomm X60モデムRFブロックが統合されており、ミリ波およびサブ6GHz帯の5Gをキャリアアグリゲーションで利用でき、Qualyによると最大7.5Gbps（下り）、3Gbps（上り）の速度を実現します。もちろん、ネットワーク、場所、カバレッジにもよりますが、速度は異なります。世界中で複数のSIMカードを5G対応で使用できます。また、Wi-Fi 6および6Eコントローラー、デュアルアンテナによるBluetooth 5.2のサポートも搭載しています。これらすべてを個別のコンポーネントではなく、同じシステムオンチップに統合することで、スマートフォンの回路基板上のスペースを節約し、より大きなバッテリーを搭載できるスペースを確保できます。さらに、消費電力を少なくともいくらか削減できるはずです。
その他… 888はQualcommのAdreno 660 GPUを搭載しており、前世代と比較してグラフィックレンダリングが最大35%高速化され、電力効率も向上していると言われています。Snapdragonとしては、モバイルデバイスとしては初めて可変レートシェーディングをサポートし、タッチスクリーン上の指の動きに素早く反応するように最適化されています。全体的な目標は、ネット経由のストリーミングやゲームプレイを可能な限りスムーズかつ瞬時に行うことです。ディスプレイレートは最大144fpsに達すると聞いています。GPUには、4入力混合精度ドット積や波形行列乗算を高速に実行するためのカスタム命令も含まれています。
クアルコムは、Snapdragon 888の「アーキテクチャにおける最大の飛躍」は、写真の補正やフィルター適用、写真内の物体検出、音声処理などを行う機械学習アルゴリズムなどの人工知能コードの高速化にあると主張しています。これらの処理はすべて、クラウドに送って分析するのではなく、デバイス上で実行されます。888の様々なAI高速化エンジンは、この分野において前世代機よりもワット当たりの性能が向上し、26兆回/秒（TOPS）の演算処理能力を備えているとされています。しかし、残念ながらこの数値はやや意味をなさないものです。クアルコムはTOPSの「O」を定義したくなかったため、私の車が時速104マイル（約104km/h）で走れると言っているようなものです。
さらに悪いことに、TOPSの数値はCPUクラスターからGPU、そしてスカラー、テンソル、ベクトル演算を処理する内蔵Hexagonユニットまで、SnapdragonのAIエンジンの様々な部分を網羅しているため、少々意味をなさない。Qualcommの広報担当者は、TOPSスコアは「Kryo CPU、Adreno GPU、Hexagonプロセッサを含む、より広範なQualcomm AIエンジンの総合スコアです」と説明し、「個々のコアごとにTOPSを細分化することはありません」と付け加えた。
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このシステムオンチップは、アプリとOSが低消費電力のAIサブプロセッサを使用して、地震、自動車事故、デバイスの持ち上げ、音声キューなどを検知し、適切に反応することを可能にするようです。Qualcomm AI Engine directと呼ばれる統合APIが提供されており、CPUクラスター、GPU、Hexagonユニットにアクセスして機械学習コードを高速化し、TensorFlow LiteやAndroidのアプリケーション向けニューラルネットワークソフトウェアインターフェースと併用できます。これは、写真アプリのフィルター処理の高速化とスマート化、ゲームなどのプログラムにおける意思決定アルゴリズムの高速化につながるでしょう。また、今年初めにリリースされ、Snapchatでも使用されているQualcommのAIモデル効率化ツールキットもサポートしています。
888には、端末のカメラを制御する3つの画像処理ユニットが搭載されています。このSpectra 580ブロックは、最大3台のカメラから毎秒最大2.7ギガピクセルの映像をキャプチャーでき、1フレームあたり12メガピクセルで120fpsの動画を連続撮影できるほか、最大3本の4K HDR動画ストリームを同時に録画・キャプチャーできるとのことです。4K 120fpsの動画をキャプチャー・再生できます。スローモーション撮影には、720pで960fpsの動画撮影が可能です。暗い場所でも明るい写真を撮る機能など、Android搭載端末向けの機能も搭載されており、ポケットサイズのスーパーコンピューターで高画質の写真撮影を楽しみたいユーザーを惹きつけています。
さらに詳しく見てみると、部品番号SM8350としても知られるこのシステムオンチップは、最大16GBのRAM（LP-DDR5、最大3200MHzまたはLP-DDR4x、最大2133MHz）を搭載できます。NFC、GPS、4G/LTE、最大4K/60Hzの外部ディスプレイなど、一般的な機能もサポートしています。
そして最後に...クアルコムがこのSnapdragonに888を選んだのはおそらく偶然ではないでしょう。これは、この米国の巨大企業が成功を望んでいる地域である中国では幸運の数字です。そして、確かに、888はキリスト教の数秘術でもイエスを表しますが、この場合は中国の神への敬意を表していると考えられます。
Snapdragon 888は、今週開催されたQualcommの年次カンファレンス「Tech Summit」で披露されました。今年は新型コロナウイルスのパンデミックの影響でオンライン開催となりました。詳細はこちらをご覧ください。このチップを搭載した携帯端末は来年第1四半期に出荷予定で、888の実使用環境におけるパフォーマンスや、周囲のハードウェアによる影響などが明らかになるでしょう。®
