TRŽIŠTE<>
042014<><>

SoC (System on a Chip) rešenja

Igre brojki

Ako je prva decenija tekućeg milenijuma protekla u borbi između AMD-a i Intela, onda ova protiče u borbi sasvim drugih kompanija, barem kada su u pitanju sada najviše korišćeni, mobilni uređaji.

Ono što je nekada bio personalni računar, bilo u svojoj desktop, laptop ili netbuk varijanti, danas je prenosnik, oličen u mobilnom telefonu, tabličnom računaru ili hibridu koji pored velikog ekrana i modula za telekomunikacije ima još koju opciju. Jasno je da tranziciju u ultramobilni svet ni Intel, a posebno ne AMD, nisu izveli na tržišno dobar način. No, još jedna promena dominira ovim segmentom. Gde su u domenu personalnih računara na kraju ostala samo dva proizvođača procesora i tri proizvođača grafičkih čipova, u danas dominantnoj oblasti potrošačke elektronike ih postoji mnogo, mnogo više. Njihovi odnosi, potezi i strategije bitno su različiti u odnosu na starije kolege.

U svetu integrisanih sistema na čipovima (eng. SoC – System on a Chip) nije bilo otvaranja karata, kao što ih je bilo u domenu računarskih procesora. Dizajn čipova, arhitektura i organizacija komponenti, sve se drži u najstrožoj tajnosti, osim u slučaju licenciranja. Naime, organizacija kompanija u ovoj sferi je dvojaka. Neke se samo bave razvojem i istraživanjem, te licenciraju svoju tehnologiju drugima. Druge se, pak, bave samo dizajnom komponenti baziranim isključivo na intelektualnoj svojini drugih. Na kraju, postoje i kompanije koje imaju i razvojni deo i proizvodni deo. Njih je, prirodno, manje. Opstanak nije lak. Za ostvarivanje profita potrebno je bar tri do četiri godine. Ukoliko ne odigrate pravim kartama, u pravom trenutku, sudbina je nemilosrdna. Jedan od primera kako velika i značajna kompanija ne uspeva da preživi tranziciju je Texas Instruments.

Kada ste učesnik u tržišnoj borbi prenosnika, vertikalna integracija (proizvodnja i prodaja procesora, ali i uređaja koji ih koriste) izuzetna je prednost. Texas Instruments, dugogodišnji pojam za kvalitet u proizvodnji integrisanih čipova, nije bio spreman da lansira pametni telefon. Na kraju je izgubio i tržišni udeo u prodaji procesora, pre svega zbog propasti kompanije Nokia, kojoj je bio glavni dobavljač procesora.

Naš fokus u ovom tekstu će biti na grafičkim čipovima kompanije Imagination Technologies (u daljem tekstu Imagination), odnosno planovima vodećeg proizvođača SoC rešenja u sferi prenosnika, kompanije Qualcomm. Detalji arhitekture rešenja ovih kompanija bolje su čuvani od zlatnih poluga u rezervama nekih država, ali se do detalja nekih delova može doći, čak i veoma jednostavnim putem – pregledom zvaničnih internet prezentacija i dokumentacije za programere.

Otvorene karte

Direktan povod za pokrivanje segmenta grafičkih podsistema prenosnika jeste objavljivanje podataka o poslednjoj seriji čipova kompanije Imagination. Verovatno vam na prvu loptu ovo ime ne znači mnogo. Imagination je kompanija iz Velike Britanije čija je osnovna delatnost istraživanje i razvoj u oblasti poluprovodnika. Najznačajniji proizvod iz njene radionice je PowerVR, porodica grafičkih SoC rešenja koja pogoni Apple prenosnike, ali koja je svoje mesto našla i u Intelovim Atom procesorima prethodne generacije.

Sada kada malo bolje razumemo ko je Imagination, pogledajmo mesto ove kompanije u sferi kojoj pripada. Kao najznačajniji takmičar u domenu intelektualne svojine, Imagination ima tržišni udeo od gotovo 38 odsto. Godinu dana ranije, taj udeo je iznosio čitavih 52 odsto. Na te brojke dodajte da su Intel i Apple među značajnijim vlasnicima kompanije i sve postaje mnogo jasnije.

Prema izvorima specijalizovane kompanije za praćenje tržišta, Jon Peddie Research (JPR), Imagination je sredinom prošle godine imao najveći tržišni udeo, uglavnom zahvaljujući plasiranju svojih proizvoda u sve Apple prenosnike, odnosno licenciranju svojih rešenja trećim licima. Drugo mesto Qualcomm duguje svom prisustvu u modelima srednje i više klase gotovo svih vodećih proizvođača mobilnih telefona i tabličnih računara na Android operativnom sistemu.

Ovako značajan dizajner i proizvođač grafičkih čipova inače ne bi izašao s podacima o svom rešenju, kao što smo mogli da vidimo u prethodnim godinama. Ipak, postoji razlog zbog kog Imagination objavljuje delove svoje arhitekture. Taj razlog je – marketinške prirode. Naime, kao što su se nekada, u vreme jednojezgarnih procesora, AMD i Intel utrkivali u podizanju radne frekvencije svojih rešenja, tako se danas i proizvođači integrisanih grafičkih rešenja utrkuju u frekvenciji, ali i broju jezgara. Na primer, najnoviji proizvod Nvidia korporacije u ovom segmentu, Tegra K1 ima 192 CUDA jezgra. Rešenje koje je izbacio Imagination ima (u najboljem slučaju) „svega” 96 jezgara. Prosečnom potrošaču (ili OEM kompaniji) izgledalo bi da Nvidia ima jasnu prednost. Ipak, Rogue arhitektura, kakvo je kodno ime poslednjeg rešenja firme Imagination, ima svoje argumente. Pogađate, argumenti su dizajnerski i upravo zato je Imagination obezbedio uvid u materijale, kako novinarima i entuzijastima, tako i kompanijama od čijih ugovora o licenciranju ova kompanija i živi.

Prvo iznenađenje u arhitekturi Roguea jeste značajan broj FP16 ALU blokova (do 4). Dobro ste pročitali! Nova arhitektura koristi 16-bitne ALU blokove koje već neko vreme smatramo prevaziđenim, posebno u PC vodama. Ipak, kako su mobilni telefoni još na nižem stepenu razvoja, ovakva odluka i te kako ima smisla. Naime, ako umesto FP32 jedinica upotrebite FP16, vi zapravo štedite značajnu količinu snage. Rogue ima i FP32 jedinice, ali ih uključuje samo kada su neophodne. Nvidia K1 ima FP64 jedinice, koje osim fantastičnih dosega, troše priličnu količinu energije, te je zaključak jasan. Ili ćete ići na performanse, ili na uštedu energije. Imagination je išao na rezervisan način, Nvidia punim oružjem.

S druge strane, posmatrajući arhitekturu Roguea, uočeno je da je Imagination zauzeo drugačiji pristup u odnosu na AMD-ovo rešenje Graphic Core Next, odnosno rešenje kompanije Nvidia, Kepler. Ubacivanje većeg broja ALU blokova zapravo govori o prirodi Roguea kao superskalarnog procesorskog rešenja čiji je zadatak da obezbedi veliki paralelizam na nivou instrukcija, kako bi u potpunosti iskoristio svoj dizajn. U prevodu, ako je kôd dobro napisan i omogućava Rogue arhitekturi da uposli svu svoju mašineriju, izlazne performanse biće vrhunske.

Svako upoređivanje Imagination Roguea sa konkurencijom završilo bi se na teorijskim nagađanjima, usled nedostatka podataka o arhitekturi i organizaciji samih proizvoda. Ipak, teorijski gledano, Imagination ima čemu da se nada. Kako je dominantni korisnik njegovih čipova kompanija s izuzetno dubokom vertikalnom integracijom, a ujedno i najmoćnija kompanija na svetu, Apple, možemo sa sigurnošću da kažemo da će ovoj arhitekturi pristup imati neki od najboljih programera na svetu. To bi za rezultat moglo da ima izuzetne performanse u budućim Apple uređajima.

Još jedna od garancija uspeha ove arhitekture jeste proizvodni proces na kom se izrađuje. Ugovor je potpisan sa TSMC-om, a dogovoreni procesi su 28HPM i 18 nm FinFET. Oba procesa su, ako izuzmemo Intelove procese, najkvalitetnije što možete novcem platiti u ovom trenutku. Kompanija Imagination Technologies je najavila poboljšanje u performansama u odnosu na prethodnu arhitekturu, i to u rasponu od 25 do 30 odsto.

Ipak, ma koliko pozitivno izgledale ove informacije, Imagination ne stoji preterano dobro, ekonomski posmatrano. Kompanija pati od nedostatka novca za investicije, a procene profita su im u padu iz meseca u mesec. Deonice su takođe u padu, a s vremena na vreme ih malo digne pokoja vest o novom licenciranju proizvoda. Nimalo pozitivno na finansijsku situaciju u kompaniji ne deluje ni najnoviji podatak o smanjivanju prognoziranog broja uređaja koji će biti isporučeni u toku ove godine. Prethodna procena od 580 do 630 miliona je spuštena na 520 do 550 miliona prodatih jedinica.

Evolucija

Kroz priču o firmi Imagination, dotakli smo se i pozicije koju na tržištu zauzima američki Qualcomm. Ovo ime vam je, sasvim sigurno, mnogo poznatije od našeg prethodnog igrača. Ono po čemu je danas Qualcomm najpoznatiji jeste linija procesora koji pokreću najveći broj Android uređaja, posebno srednje i više klase. No, pre samo deset godina, Qualcomm je bio kompanija čiju je osnovu činila jedinica za istraživanje i razvoj. Danas, manje od trećine prihoda kompanije dolazi od licenciranja intelektualne svojine. Vodeću ulogu u tim prihodima čine licence iz UMTS tehnologije koja je ugrađena u gotovo svaki savremeni pametni uređaj. Preostalih dve trećine prihoda, pogađate, dolazi iz prodaje računarskih i telekomunikacionih tehnologija.

Osnovu ovog dela kompanije, kojeg unutar iste nazivaju QCT, čini prodaja LTE modema (prvi na svetu u izvedbi od 28 nm) i SoC rešenja u oblasti prenosnih uređaja. Ono što iz godine u godinu Qualcommu donosi dodatne prihode jeste inercija. Naime, kada su neki veliki proizvođači (među njima Samsung, kao vodeći) počeli da rade svoje uređaje na Qualcomm procesorima, tada se za njih pisalo i mnogo karakterističnog softverskog koda. Probijanje leda je prošlo uspešno, pa su i drugi proizvođači kupovali (jeftinije i slabije) njihove procesore kako bi, osim kvalitetnog procesorskog rešenja, dobili i dobru softversku podršku, kako operativnog sistema, tako i aplikacija koje su bile optimizovane za Qualcomm procesore.

Ako pročitate intervjue i saopštenja za javnost koja dolaze iz ove američke kompanije, lako ćete, bilo direktno, bilo među redovima, pročitati način na koji postižu uspeh za uspehom u performansama, a da očuvaju nisku potrošnju. Qualcomm je dugo u igri i ono na čemu su „doktorirali” jeste pravilno iskorišćenje pojedinačnih modula unutar SoC rešenja. U prevodu, njihovi procesori i drugi čipovi sastavljeni su od velikog broja specijalizovanih jedinica za procesorsku obradu, memorijski pristup, grafičku obradu, enkodovanje, dekodovanje i druge aktivnosti. Izuzetnim inženjeringom i kreativnošću, uz pomoć statistike i nekih drugih metoda, Qualcomm je postigao vrhunski kvalitet u poznavanju kako i koliko određene jedinice treba da budu aktivne, kako bi čitav sistem bio optimalan. Upravo zahvaljujući ovim kvalitetima, u gotovo svim modelima koji su perjanice (eng. flagship; hrv. admiralski brod) vodećih kompanija srce čini Snapdragon procesor.

Pomenuti procesori imaju i veoma kvalitetne grafičke podsisteme. Adreno, kako se zove taj modul unutar Snapdragon procesora, u verzijama 4xx će doneti podršku za DirectX 11.1. Nove verzije Snapdragon procesora će biti urađene u ARMv8 setu instrukcija, a dolaziće čak i u varijantama sa osam jezgara, u verziji uparivanja jezgara sa višim i nižim radnim taktom. Ovo interesantno rešenje nudi izuzetne mogućnosti u takozvanom heterogenom računarstvu. Naime, povećavanjem broja jezgara se dobija mnogo samo ako je sam kod koji se izvršava paralelizovan. Ipak, same performanse multitaskinga (koje su kod prenosnika izuzetno važne) mogu se dodatno pojačati pravilnom raspodelom posla na odgovarajuće procesore. Ako su u pitanju zahtevniji poslovi, oni će ići na jača i brža jezgra, ako se radi o ne preterano zahtevnim, njih bi mogla obrađivati ona sa nižom frekvencijom. Nije ušteda energije jedini argument ovde, radi se prosto o optimizacijama kakve nismo mogli da vidimo kod CISC procesora (kakvi su predstavnici x86 tehnologije) jer im, uistinu, nisu ni prirodne.

Detalji koji krase Snapdragon 805, poslednji procesor čije smo (delimične) specifikacije mogli da saznamo u poslednje vreme, zaista zvuče impresivno. Sam procesorski deo nije mnogo dobio. Ako izuzmemo 200 MHz viši domet, pravih unapređenja nema. U odnosu na starije modele serije 8xx, novi modeli će imati dodatak LPAE tehnologije koja omogućava podršku za veće količine radne memorije od 4 GB. Grafički podsistem, kao što smo ranije pomenuli, je doživeo značajnije promene. Osim DirectX 11 podrške, sada je tu i direktna OpenCL 1.2 podrška, kao i direktna veza na memorijski kontroler. Pojačana je i magistrala veze s radnom memorijom tako da je sada podržana 128-bitna LPDDR3 memorija. Svi ovi detalji donose značajna unapređenja u broju instrukcija u sekundi, kao i maksimalnim vrednostima obraćanja memoriji.

Za izradu je ponovo zadužen TSMC, čiji proizvodni proces od 20 nm treba očekivati krajem godine. Tada se mogu očekivati i procesori izrađeni u ovom proizvodnom procesu, a najkasnije početkom sledeće godine u mobilnim telefonima i tabličnim računarima biće ugrađen hardver sa performansama koje će se približiti onima koje imaju laptopovi.

• • •

Svet prenosnih uređaja je poput engleske „Premijer lige”. Svake godine, bar četiri ili pet timova mogu uzeti šampionsku titulu, a svaka utakmica je zanimljiva i puna dobrih, tehnički savršenih poteza. Dok u drugim „ligama” vladaju po jedan ili dva „preživela” tima, publike je, kao i vernih fanova, i dalje dovoljno. U ligi integrisanih sistema na čipu fale samo navijači. Kada neko od vaših poznanika počne da se prepire s prijateljem da li je za poslovnu upotrebu ili igre bolji Adreno, Mali ili PowerVR, znajte da je publika potpuno napustila stare stadione. U međuvremenu, valja malo proširiti vidike i razumeti razlike između rešenja koje kompanije iz ove sfere nude. Pitanje je još koliko ćete kupovati personalne računare za većinu vaših aktivnosti.

Momir ĐEKIĆ

 
 TRŽIŠTE
SoC (System on a Chip) rešenja
Šta mislite o ovom tekstu?

 PRIMENA
Računari i automobilizam
Inteligentna odeća

 NA LICU MESTA
Samsung prezentacija
Dan internet domena Srbije
Hackathon na RAF-u

 KOMPJUTERI I FILM
Captain America: The Winter Soldier
The Amazing Spider-Man 2
Transcendence
Rio 2
Filmovi, ukratko

 DOMAĆA SCENA
Prava i obaveze potrošača tehničke robe

 SERVIS
Novi život starog računara (13): Sopstveni cloud server

 PRST NA ČELO
Uticaj
Home / Novi brojArhiva • Opšte temeInternetTest driveTest runPD kutakCeDetekaWWW vodič • Svet igara
Svet kompjutera Copyright © 1984-2018. Politika a.d. • RedakcijaKontaktSaradnjaOglasiPretplata • Help • English
SKWeb 3.22
Opšte teme
Internet
Test Drive
Test Run
PD kutak
CeDeteka
WWW vodič
Svet igara



Naslovna stranaPrethodni brojeviOpšte informacijeKontaktOglašavanjePomoćInfo in English

Svet kompjutera