Quel est le niveau de la puce Tensor développée par Google ? Philosophie dure

Compatible avec le système Android inclus, il crée un téléphone intelligent Android qui fleurit en abondance. Mais en ce qui concerne le titre du Roi des Machines, chacun a ses propres réponses dans son cœur.

CNN (Cable News Network) a décerné au Pixel 6 Pro le titre de "Actuellement meilleur téléphone Android", affirmant qu'il possède un excellent appareil photo, un système fluide et une apparence unique.

En plus du système Android 12, la première puce développée par Google, Tensor, a créé ces fonctionnalités. Une telle combinaison de matériel et de logiciels a fait de Pixel, le Pixel le plus compétitif et le plus accrocheur, pas l'un d'entre eux.

Avant que le Pixel ne soit dévoilé, les perles avec les puces de la série A développées par Apple étaient à l'avant et Tensor était également étiqueté "Boom Field". Il semble que Google proposera également un SoC développé en propre qui soit digne de l'histoire.

Ce n'est qu'avec l'expédition de Pixel que l'architecture et les performances de Tensor ont également été complètement déconstruites, mais ses performances et sa consommation d'énergie ne suffisent pas pour être considérées comme "mature". Cependant, dans le choix de certains modules fonctionnels, c'est toute l'ingéniosité du "design" de Google.

Est-ce l'auto-apprentissage ou la "réforme magique"

L'industrie des semi-conducteurs au 21ème siècle n'est pas comme la controverse d'une centaine d'écoles de pensée dans les années 1980, c'est plus comme un monde en trois parties entre quelques grands oligarques.

L'équipe de Google Silicon investit dans Tensor depuis trois à quatre ans , mais pour un processeur SoC pour smartphones, il n'y a pas d'accumulation technique profonde. C'est un peu un rêve de "debut is the peak".

Apple next door a investi dans l'industrie des puces pendant près de 30 ans. Aquarius et PowerPC ont tous deux perdu du terrain. Enfin, ils ont sorti des puces A4 auto-développées en 2010 et ont finalement fait un grand succès sur A7, laissant plusieurs adversaires derrière. Position du corps.

L'équipe de Google Silicon n'avait pas d'expérience dans la conception et la fabrication de puces SoC complexes. Les travaux précédents concernaient davantage la puce de traitement d'image PVC de Pixel 2, Pixel 3, Pixel 3 et les puces de sécurité Titan M ultérieures.

Tensor est le premier "travail" de l'équipe Google Silicon.

Phil Carmack, vice-président de l'équipe Google Silicon, a déclaré franchement dans une interview avec Ars Technica , "Bien que nous soyons une équipe nouvelle dans le domaine des SoC, nous savons comment construire une puce professionnelle. Nous avons un chemin de mise en œuvre très fiable ."

Par conséquent, certains Tensors similaires à Cheng Yaojin sont auto-développés, ce qui a attiré une attention considérable. Après la sortie du Pixel 6 Pro, Anandtech a effectué une déconstruction et une analyse approfondies de Tesnor.

Pour faire simple, les règles de dénomination de Tensor et Samsung Exynos sont relativement proches, et il y a quelques années, il a été signalé que Samsung Semiconductor avait commencé à fournir des services pour les puces "semi-personnalisées".

ETNews a même déclaré dans son rapport d' août que Samsung fournirait une technologie et des fonctions personnalisées en fonction des besoins des clients, et qu'il pourrait même être impliqué dans la phase de conception de la puce.

Bien que les puces Exynos de Samsung ne soient pas aussi bonnes que Qualcomm et MediaTek ces dernières années, Samsung n'est plus un simple fabricant de puces en termes de rôle, et le modèle s'est ouvert.

En plus des informations générales, Tensor et Exynos utilisent la même architecture CPU et GPU, et les grands modules fonctionnels tels que la gestion de l'alimentation, les E/S, le contrôleur de stockage, etc. sont tous les mêmes. Cependant, il y a une ombre de "personnalisation" sur la conception des gros modules fonctionnels du SoC. Tensor est très différent d'Exynos.

Pour le dire franchement, Tensor est un client du service de puces "semi-personnalisées" de Samsung, Google fournit le thème de conception et Samsung est responsable de la construction et de la production (voici une préfiguration).

À proprement parler, Tensor devrait être une puce « personnalisée », non pas créée de 0 à 1, mais de 1 à 2, ou de 1 à 3.

Cela a également fondamentalement résolu un mystère de l'expérience de vie de Tensor, mais cela n'annule pas l'investissement de l'équipe de Google Silicon.Après tout, la puce n'est pas une œuvre d'art.

Quel est le niveau de Google Tensor ?

Si vous pouvez le résumer en une phrase, le processeur de Google Tensor est probablement A12 (qui est entraîné par le milieu du cœur), le GPU est plus puissant que Qualcomm Snapdragon 888+ (mais la consommation d'énergie est extrêmement élevée) et les performances de l'IA sont sans précédent (3 fois 888+).

Le processeur de Tensor n'a pas choisi l'architecture grand public 1+3+4, mais a choisi l'architecture 2+2+4, deux grands cœurs X1, deux grands cœurs A76 (moyens) et quatre petits cœurs A55.

Plus précisément, la fréquence de 2,8 GHz du cœur X1 de Tensor est inférieure à celle d'Exynos 2100 et de Qualcomm Snapdragon 888 (888+), et par rapport à Exynos 2100, Google a conçu un cache L2 de 1 Mo, ce qui équivaut à Snapdragon 888. Plus qu'Exynos 2100.

Les deux X1 à fréquence réduite ont des performances inégalées, et la sélection de fréquence inférieure permet également à Tensor d'exécuter des charges élevées pendant une longue période sans réduction de fréquence.

En ce qui concerne le noyau large (moyen), Tensor n'a pas choisi le noyau Cortex-A78 mis à jour et a utilisé le Cortex-A76 à côté. A76 est en fait l'architecture de base d'il y a deux ans.Il est apparu pour la première fois sur le Qualcomm Snapdragon 855, mais maintenant il apparaît principalement sur la série Snapdragon 7 (voici une autre préfiguration).

Le petit noyau utilise du Cortex A55 avec une fréquence de 1,8 GHz, ce qui est standard pour les puces haut de gamme. Et Google s'est également équipé du double du cache L2 d'Exynos 2100, qui atteignait 128 Ko, toujours dans la lignée du Snapdragon 888.

Semblable au gros cœur A76, le petit cœur A55 a également un "mystère". Tensor lie le cache L3 à la fréquence du cœur A55, qui est différente de la fréquence du cache L3 dédié de l'Exynos 2100, ce qui entraînera une latence et une consommation électrique problèmes (plus une autre préfiguration).

Côté GPU, Tensor est équipé du Mali-G78 MP20, ce qui est quasiment le plafond de la version publique du G78. La fréquence L2 est directement tirée vers le frénétique 996MHz. Par rapport à l'Exynos MP14, il a augmenté le nombre de cœurs de 42% et a également augmenté la fréquence. , C'est pour échanger la consommation d'énergie contre des performances extrêmes.

Les performances réelles du Tensor conçu de cette manière sont en fait un peu biaisées.L'existence de 2 gros cœurs rend ses performances monocœur suffisantes, mais l'existence d'A76 ralentit les performances multicœurs du Tensor dans son ensemble.

Cependant, la chose la plus fatale à propos de Tensor est sa latence de mémoire élevée, même inférieure à Exynos 2100. Pendant que le processeur attend la mémoire, elle brille et chauffe constamment. Lors d'une série de tests, Anandtech a déclaré que Tensor prenait plus de temps et avait des scores inférieurs à Snapdragon 888, mais qu'il consommait plus d'énergie (13,8% de plus).

Parmi les processeurs, il n'y a que deux cœurs X1 qui attirent l'attention, et l'A76 et l'A55 économes en énergie liés au L3 conduisent finalement au chauffage du tenseur et à une efficacité de fonctionnement lente.

Le GPU est comme une analyse théorique. Il a une énergie élevée et une consommation élevée, et sa puissance de crête est directement empilée jusqu'à 8 ~ 10 W. Cependant, Pixel 6 et 6 Pro n'ont pas utilisé le dissipateur de chaleur VC ou d'autres méthodes de dissipation thermique du Qualcomm actuel Téléphone SoC Android. Le niveau de dissipation de chaleur est "plus comme un iPhone. Ce n'est pas Android. " L'accumulation de chaleur est sévère et ne peut être qu'une fréquence réduite. Avant de terminer une série de tests, Pixel a commencé à réduire la fréquence.

Quant au GPU se précipitant au niveau de puissance de 8 à 10 W, je ne l'ai vu que dans certains téléphones de jeux e-sport Snapdragon 888. Vous devez savoir qu'ils ont un système de refroidissement actif de niveau PC et une alimentation externe.

Dire qu'il y a quelques regrets dans la conception du CPU et du GPU, puis dans la configuration de l'ISP (processeur d'image) et du TPU (machine learning engine), Google a largement exercé ses atouts.

Le FAI intègre Exynos et les puces d'image personnalisées de Google. La partie Exynos est responsable de la collecte et du prétraitement des images, tandis que la partie personnalisée de Google est responsable du "calcul", ce qui se reflète dans le produit Pixel 6 Pro, qui est la vidéo HDR Net , Flou dynamique, incrustation de caractères, etc. fonctions.

Et le TPU intégré de Tensor est la raison du nom de Tensor. Il utilise la dernière architecture de traitement d'apprentissage automatique et est optimisé pour le système Android 12. Cependant, comme les modules d'apprentissage automatique et d'IA d'autres puces, les fonctionnalités qui peuvent être directement exprimées sont encore relativement " Vague ".

Les fonctionnalités les plus intuitives sur Pixel 6, 6 Pro sont le système, une animation fluide et une reconnaissance rapide de la voix et des images. Quant aux performances de ce TPU sur Tensor, dans les scores de fonctionnement de certains modèles, il surpasse également les SoC grand public populaires (dont Qualcomm Snapdragon 888 et Exynos 2100).

De plus, Google n'a pas officiellement annoncé le SDK de ce TPU aux développeurs, de sorte que le puissant TPU intégré à Tensor est toujours exclusif à Google, étant temporairement à la traîne par rapport à l'écologie de développement des puces de la série A d'Apple.

Pourquoi Google Tensor est-il conçu ainsi ?

Lors de la déconstruction de Tensor, j'ai laissé quelques préfigurations : l'une est la production de Samsung, l'autre est le choix du CPU core A76, et la troisième est la conception du core A55.

En fait, il y a encore beaucoup de questions sur les choix de conception de Tensor, tels que le choix de l'architecture 2+2+4, l'intention originale de Tensor et ainsi de suite.

"Pour Google, nous voulons appliquer l'IA à tous les aspects de notre vie", a déclaré Monika Gupta, directrice principale de l'équipe Google Silicon. L'IA est conçue en fonction de nos préférences. "

"Nous ne voulons pas produire de smartphones au sens traditionnel du terme." Google veut des appareils dotés d'une puissance de traitement considérablement accrue de l'IA et de l'apprentissage automatique, mais les processeurs sur le marché ne répondent pas aux besoins de Google. Google choisit des puces auto-développées pour plus de puissance AI L' intention originelle .

C'est aussi la raison pour laquelle on voit un TPU suffisamment puissant sur Tensor. Le nom le plus couramment utilisé dans le département Google AI est "Tensor", et le nom Tensor est assez évident. De plus, le mot Tensor lui-même est très Google, et il a une culture d'ingénieur.

"Le code d'apprentissage automatique de Pixel 6 peut toujours fonctionner sur l'ancien Pixel, mais l'efficacité est un peu pire." Les performances uniques de l'IA dans Tensor ne sont pas "un discours vide", a ajouté Monica. De bons résultats sont présents dans Pixel 6, 6 Pro."

" Tout est cohérent avec l'objectif que vous souhaitez atteindre. " Cet objectif est l'efficacité. Google estime que l'efficacité de deux très gros cœurs fonctionnant à charge moyenne est bien supérieure à celle d'un gros cœur, et le rapport d'efficacité énergétique est également plus élevé .

Phil Carmack, vice-président de l'équipe Google Silicon, a également donné un exemple : « Allumez la caméra, en plus de tout ce que vous voyez, le CPU, le GPU, le FAI et le TPU à l'intérieur du SoC sont constamment exécutés, calculés et compliqués. La scène du « va impliquer beaucoup de calculs machine ».

« Si vous avez besoin d'une vitesse de réponse plus flexible, d'une efficacité élevée et de performances élevées pour atteindre vos objectifs, les deux équipements X1 sont meilleurs que l'équipement de base ultra-large actuel. »

Quant au choix du gros noyau de l'A76 5nm au lieu de l'A78 mis à jour, il n'apparaissait pas dans cette interview. On ne peut donc que deviner les intentions de Google. Il y a probablement plusieurs situations.

Tout d'abord, Google estime que les performances de l'A76 sous le procédé 5nm sont 20% supérieures à celles du 7nm A76 il y a quelques années, ce qui est suffisant pour faire face à une charge légère, et plus elle est élevée, plus elle sera remise. au double X1.

La seconde est que Google possède une vaste expérience dans le réglage du noyau A76, ce qui est plus propice à la réutilisation directe du machine learning précédemment sur Pixel sans réadapter l'appel.

Troisièmement, lorsque Google et Samsung ont coopéré pour concevoir le SoC, car l'A78 était trop récent, Samsung n'était pas en mesure de fournir le noyau A78 pour le moment, et Google s'est replié sur l'A76.

Indépendamment des considérations, la première génération de Tensor a quand même donné un peu de mordant à Google dans le choix du CPU et du GPU. Avec la planification actuelle d'Android 12, l'architecture 2+2+4 a encore un certain écart avec les attentes de Google.

Pourquoi Google fabrique-t-il des cœurs ?

Le PDG de Google, Sundar Pichai, a qualifié la puce Tensor de "la plus grande innovation dans le domaine Pixel à ce jour".

Pour Pixel, même si Tensor est de côté, Pixel 6, 6 Pro sont toujours des produits que Pixel ouvre un nouveau chapitre, revenant au matériel grand public, au tout nouvel Android 12 et suffisamment de design Google.

Le Tensor "auto-développé" n'a pas dépassé la génération actuelle de processeurs, mais sous la conception de Google, il cherche à résoudre le problème à sa manière et présente un téléphone mobile non conventionnel.

Même si les Pixel 6 et 6 Pro avec Android 12 n'ont pas encore fonctionné comme ils le devraient, les fonctions d'IA et d'apprentissage automatique mises en avant par Google ne sont temporairement pas aussi puissantes qu'on l'imaginait. Cependant, ce n'est qu'une question de temps avant que Google, une grande entreprise d'IA et d'apprentissage automatique, comprenne parfaitement Tensor.

Comme l'a dit l'équipe Google Silicon Carmack, sous une architecture de processeur unifiée, il y a trop de produits traditionnels sur le marché. La série Pixel de Google veut obtenir un morceau de gâteau. C'est un bon choix pour choisir différentes stratégies.

Non seulement Google, les fabricants de téléphones mobiles sont devenus une tendance dans les noyaux auto-fabriqués, tels que vivo V1, la flambée de Xiaomi, en substance, plus proche de Tensor, c'est un produit unique et distinctif.

Et je veux avoir suffisamment de droits de personnalisation pour le produit, au lieu d'ajuster constamment la forme du produit avec l'architecture de processeur grand public sur le marché, tout comme le produit phare Android de cette année a le contexte de dissipation thermique interne.

En ce sens, Tensor, dont la performance absolue n'est pas au premier échelon, est en fait un succès pour Google. Il n'a pas été englouti par la marée du marché. La conception de l'IA et de l'apprentissage automatique de Tensor a fait de la série Pixel la plus forte de Google. Mentions légales .

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