История Snapdragon 800‑й серии: без инноваций и неудач не обошлось

Компания Qualcomm стала неотъемлемой частью индустрии смартфонов с конца 2000-х годов, предлагая мобильные процессоры и модемы Snapdragon крупнейшим игрокам в этой сфере. Именно флагманские чипсеты Snapdragon 800-й серии на сегодняшний день привлекают наибольшее внимание, и совершенно не зря. Высококачественные чипы американского разработчика заслужили репутацию лучших мобильных платформ для Android-смартфонов, предлагая мощные процессоры, лучшую в своём классе графику и новейшие возможности для подключения к сотовым сетям. Давайте обратимся к истории флагманской серии SoC Qualcomm и проследим все её этапы — от создания до сегодняшнего дня.

Snapdragon Sx и Snapdragon 600: до появления Snapdragon 800-й серии

Первые флагманские чипсеты Qualcomm в современную эпоху смартфонов относились к семейству Snapdragon Sx, которое существовало с конца 2000-х годов по 2013 год, и сильно отличались по своим возможностям. Так, например, ранние чипсеты выделялись тактовой частотой 1 ГГц, но имели процессоры с одним ядром. Позже компания последовала отраслевой тенденции перехода от одноядерных к двухъядерным процессорам и сменила ядро Scorpion на ядра Krait 200.

Единственное, что оставалось неизменным, — графический процессор Adreno, который появился в результате приобретения Qualcomm мобильного подразделения AMD. Хотя стоит всё же отметить, что первый набор микросхем Snapdragon S1 (MSM7225) вообще не содержал графического ускорителя, а всю работу брал на себя одноядерный процессор. Можете ли вы представить себе процессор любого современного смартфона без выделенного графического ядра в 2020 году?

Чипсеты Snapdragon Sx производились по нормам техпроцесса от 65 до 45 нм, предлагали поддержку Bluetooth 2.0 — Bluetooth 4.0 и оперативной памяти LPDDR — LPDDR2. Однако после выпуска 28-нм процессора Snapdragon 600 в начале 2013 года компания решила отказаться от S-серии. Новый чипсет предлагал достаточно производительный процессор с четырьмя ядрами Krait 300 и поддержку экранов с разрешением Full HD. Неудивительно, что большинство OEM-производителей Android-устройств выбрали именно этот набор микросхем.

Snapdragon 600 появился именно в тот момент, когда многоядерные процессоры были в тренде, и такие компании, как Samsung и MediaTek, предлагали собственные восьмиядерные решения. Однако Qualcomm показала, что качество важнее количества, когда речь идёт о процессорных ядрах. Остальные ключевые характеристики Snapdragon 600 включали поддержку оперативной памяти LPDDR3, камер с разрешением до 21 Мп, запись видео в Full HD, двухдиапазонный Wi-Fi (2,4 / 5 ГГц), Bluetooth 4.0 и Quick Charge 1.0.

Популярные смартфоны на базе Snapdragon Sx: BlackBerry Z10, HTC Sensation 4G, Nokia Lumia 1020, Sony Ericsson Xperia X10, Sony Ericsson Xperia Play, Samsung Galaxy S Plus.

Популярные смартфоны на базе Snapdragon 600: HTC One M7, LG Optimus G Pro, OPPO N1, Samsung Galaxy S4.

Интересный факт: Snapdragon S4 Pro, который был одним из последних чипсетов в S-серии, по сути, оказался облегчённым вариантом Snapdragon 600, так как предлагался с разогнанными процессорными ядрами. В частности, он появился в таких смартфонах, как LG Nexus 4, LG Optimus G и Sony Xperia Z.

Snapdragon 800, 801, 805: закладывая фундамент

За Snapdragon 600 последовал успех, а вместе с ним — первые в истории Qualcomm чипсеты Snapdragon 800-й серии. В начале 2013 года мы получили Snapdragon 800, а через год — Snapdragon 801. Эти 28-нм чипы сделали большой скачок по сравнению со Snapdragon 600, поэтому 600-я серия с этого момента использовалась исключительно для смартфонов среднего класса.

Snapdragon 801 — незначительное обновление Snapdragon 800 с более высокими тактовыми частотами для CPU и GPU и повышенной энергоэффективностью. Это 32-битные чипсеты с четырьмя процессорными ядрами Krait 400 и графическим ускорителем Adreno 330. Первые платформы в этой серии предлагали поддержку быстрой зарядки Quick Charge 2.0, оперативной памяти LPDDR3, Bluetooth 4.0 и 2K-дисплеев.

Это поколение чипов ознаменовало появление первых флагманских процессоров Snapdragon, предлагающих запись видео в 4K. Однако требования к производительности и/или хранилищу часто означало, что такие смартфоны, как Galaxy S5 и Sony Xperia Z2, были ограничены в лучшем случае несколькими минутами записи в 4K. В конце 2014 года Qualcomm выпустила ещё одну модель чипсета — Snapdragon 805, на базе которого были построены Motorola Nexus 6 и Samsung Galaxy Note 4. Он станет последним 32-битным флагманским процессором компании.

Snapdragon 805 отличался процессорными ядрами с более высокими тактовыми частотами, совершенно новым графическим процессором Adreno 420, пропускной способностью в LTE-сетях до 300 Мбит/с, поддержкой 4K-дисплеев и камер разрешением 55 Мп, UFS-памятью и Bluetooth 4.1.

Популярные смартфоны на базе Snapdragon 800 / 801: Samsung Galaxy S5, LG G Flex, HTC One M8, LG G3, OnePlus One, Sony Xperia Z2.

Популярные смартфоны на базе Snapdragon 805: Samsung Galaxy Note 4, Motorola Nexus 6.

Интересный факт: Snapdragon 600 и 800 были анонсированы одновременно, тем не менее чипсет Snapdragon 800 появился в мобильных устройствах лишь во второй половине 2013 года, то есть спустя более полугода.

Snapdragon 808 и 810: пропуск в эру 64 бит

Apple застала Android врасплох, когда в конце 2013 года выпустила iPhone 5s с первым 64-битным чипсетом для смартфонов. Qualcomm тогда была не готова, и весь следующий год компания разрабатывала свои первые 64-битные 20-нм чипсеты Snapdragon 808 и 810, которые были представлены в 2015 году. Старшая модель впервые в топовом сегменте предлагала конфигурацию из восьми ядер (4×Cortex-A57 и 4×Cortex-A53), а также графический ускоритель Adreno 430. Младшая модель получила шесть процессорных ядер (2×Cortex-A57 и 4×Cortex-A53) и чуть менее производительную графику Adreno 418.

Snapdragon 810 имел много общего со Snapdragon 800 / 801, например, поддерживал 4K-дисплеи, 55-мегапиксельные камеры, протокол быстрой зарядки Quick Charge 2.0, UFS-память и Bluetooth 4.1. Snapdragon 808, в отличие от своих собратьев, был лишён поддержки 4K-дисплеев и камер с разрешением 55 Мп.

Существует мнение, что Snapdragon 810 оказался слишком горячим для некоторых брендов в прямом смысле этого слова. По крайней мере, были сообщения о том, что некоторые смартфоны, выпущенные в начале года, страдали от проблем с перегревом. Во второй половине 2015 года компания выпустила чипсет Snapdragon 810 v2.1, заявив, что работает он «круче, чем когда-либо». Эта версия SoC появилась в OnePlus 2 и Xiaomi Mi Note Pro.

Популярные смартфоны на базе Snapdragon 808 / 810: HTC One M9, Huawei Nexus 6P, LG G4, LG G Flex 2, LG V10, OnePlus 2.

Интересный факт: 2015-й был последним годом, когда флагманы Samsung всё ещё оснащались исключительно чипами Exynos, видимо, из-за проблем с перегревом у Snapdragon 810.

Snapdragon 820: возвращение к истокам

Репутация Qualcomm сильно пострадала из-за Snapdragon 810, но 2016 год показал, что компания по-прежнему может делать мощные, сбалансированные процессоры. С выпуском Snapdragon 820 Qualcomm вернулась к полностью кастомным процессорным ядрам и четырёхъядерной конфигурации. Вместе с этим компания впервые использовала процессор под названием Kryo.

Переход на меньшее количество ядер не сделал Snapdragon 820 хуже, по крайней мере, при выполнении задач, которым требуется одноядерный CPU. Графический процессор Adreno 530 обеспечил заявленный прирост производительности до 40% по сравнению с GPU в Snapdragon 810. Новый флагманский чип также получил поддержку API Vulkan, что добавило повышенную производительность в играх и приложениях.

Во второй половине 2016 года Qualcomm выпустила Snapdragon 821, обеспечив более высокую производительность CPU и GPU, а также немного лучшее энергопотребление. В остальном чипсеты были идентичными: оба поддерживали Quick Charge 3, LPDDR4, Bluetooth 4.1, Cat 12 LTE (600 Мбит/с) и камеры с датчиками на 28 Мп.

Snapdragon 820 и 821 стали частью ключевого направления Qualcomm в области гетерогенных вычислений с помощью цифрового сигнального процессора (DSP) Hexagon 680. Проще говоря, компания переложила задачи с CPU и GPU на DSP и, в конечном счёте, на другие элементы однокристальной системы — всё во благо скорости и энергоэффективности. Задачи, которые можно переложить на DSP, связаны с компьютерным зрением, обработкой изображений и отслеживанием физической активности. Это одна из наиболее важных тенденций в истории Snapdragon, поскольку она демонстрирует, что центрального процессора, графического процессора и модема уже недостаточно для конкуренции в этой области. В последующие годы значение Hexagon только возрастёт.

Популярные смартфоны на базе Snapdragon 820 / 821: Google Pixel, HTC 10, LG G5, LG G6, LG V20, Samsung Galaxy S7, Xiaomi Mi 5.

Интересный факт: Snapdragon 820 и 821 остаются последними флагманскими чипсетами в линейке, в которых используются полностью модифицируемые процессорные ядра. В 2016 году свой первый кастомный процессор выпустила Samsung (Exynos 8890), но в конце 2019 года компания отказалась от этой идеи.

Snapdragon 835: проект будущего

Выход Snapdragon 835 в 2017 году стал знаковым событием для Qualcomm, поскольку он заложил сразу несколько традиций, которых компания придерживается по сей день. Во-первых, Qualcomm отказалась от своей стратегии кастомных CPU в пользу частично модифицированных наборов микросхем ARM (4×Cortex-A73 и 4×Cortex-A53). Во-вторых, это переход на восьмиядерный процессор вместо четырёхъядерного в Snapdragon 820 и 821.

Qualcomm также взяла во внимание тренд на двойные камеры, появившийся в 2016 году, и впервые в своём классе предложила поддержку двух модулей для основной камеры смартфона, а именно комбинацию датчиков 16 Мп + 16 Мп. Другие примечательные особенности также включали улучшенные возможности для зумирования, запись видео в HDR и поддержку кодека HEVC. Snapdragon 835 предлагал графику Adreno 540, Bluetooth 5, Gigabit LTE, Quick Charge 4 и поддержку HDR-дисплеев. В отличие от 2015-го, у Qualcomm не было новых анонсов в середине года. Компания придерживалась этой практики и в следующем году.

Эта однокристальная система также впервые появилась в ноутбуках под управлением операционной системы Windows. К сожалению, эти устройства не оправдали ожиданий из-за слабой производительности процессора и несовместимости приложений — проблемы, которую Qualcomm, Microsoft, а также их партнёры всё ещё не могут решить.

Популярные смартфоны на базе Snapdragon 835: HTC U11 Plus, LG V30, OnePlus 5, OnePlus 5T, Samsung Galaxy S8, Xiaomi Mi 6.

Интересный факт: Snapdragon 835 не поддерживает запись в 4K@60. Этой функции не было в Galaxy S8 и S8+, хотя фирменный чипсет Samsung Exynos 8895 такую возможность предлагал.

Snapdragon 845: всё ещё мощный даже сегодня

Qualcomm анонсировала Snapdragon 845 в конце 2017 года. Уже в следующем году он использовался во многих флагманских смартфонах и считался одним из лучших чипсетов в истории компании. Он впервые предложил микроархитектуру ARM DynamIQ для следующего поколения процессорных ядер Cortex-A (4×Cortex-A75 и 4×Cortex-A55) для повышения производительности и энергопотребления, а также графический ускоритель Adreno 630, который на 30% превосходил своего предшественника.

Запуск Snapdragon 845 состоялся уже после того, как специализированные чипы для машинного обучения стали отдельной функцией. За несколько месяцев до этого дебютировал Huawei Kirin 970 с нейронным процессором (NPU). У Qualcomm не было собственного чипа для ML (машинное обучение), вместо этого компания использовала модернизированный Hexagon DSP для обработки голоса, изображений, компьютерного зрения и других задач, выполняемых на мобильном устройстве.

Изначально Snapdragon 845 предлагал поддержку камер с двумя датчиками на 16 Мп или одним на 32 Мп (как и Snapdragon 835), но затем Qualcomm обновила спецификации и добавила поддержку модулей на 48 Мп и 192 Мп, но без многокадрового шумоподавления. Из других ключевых функций, связанных с камерой, стоит отметить возможность записи в 4K@60 и 4K HDR.

Кроме того, Snapdragon 845 сильно продвинул AR / VR / XR, предоставив поддержку 6DoF (шесть степеней свободы) и Foveated Rendering (метод рендеринга с отслеживанием глаз для уменьшения нагрузки за счёт значительного снижения качества изображения в области периферийного зрения). Приплюсуйте сюда Quick Charge 4+, технологию TrueWireless для беспроводного звука, отдельную аппаратную подсистему Secure Processing Unit (SPU) для хранения и защиты личных данных, и вы получите чипсет с полным набором функций, который по-прежнему чувствует себя бодро.

Популярные смартфоны на базе Snapdragon 845: Google Pixel 3, HTC U12 Plus, OnePlus 6 / 6T, Poco F1, Xiaomi Mi 8.

Интересный факт: Qualcomm выпустила улучшенную версию чипсета Snapdragon 845 для ноутбуков, получившую название Snapdragon 850. У него более высокие тактовые частоты и другие незначительные изменения.

Snapdragon 855 и 855 Plus: и снова два релиза в год

В 2019 году Qualcomm начала играть по правилам MediaTek и Huawei, которые предлагали трёхуровневую схему построения чипсетов: одно ядро для ресурсоёмких задач, три ядра для задач средней тяжести и четыре ядра для простейших задач. Всем этим требованиям отвечал Snapdragon 855 — мощнейшая мобильная платформа, выполненная по нормам 7-нм техпроцесса. В середине года компания выпустила Snapdragon 855 Plus с увеличенными тактовыми частотами CPU и GPU Adreno 640. В остальном оба чипсета были идентичными.

Snapdragon 855 стал первой однокристальной системой Qualcomm с поддержкой 5G, правда за счёт установки внешнего модема Snapdragon X50. Поддержка 4G LTE тоже была впечатляющей — встроенный модем Snapdragon X24 обеспечивал запредельную для текущего поколения сотовой связи скорость до 2 Гбит/с. Qualcomm также впервые использовала специализированное аппаратное оснащение для машинного обучения, поэтому распознавание голоса, преобразование речи в текст и прочие задачи со Snapdragon 855 и 855 Plus выполняются быстрее и эффективнее.

Значительное внимание компания уделила возможностям для фото- и видеосъёмки. В составе 855-й серии Qualcomm представила Spectra 380, который стал первым в мире сигнальным процессором с поддержкой компьютерного зрения (CV-ISP). Он позволяет записывать видео в 4K HDR, вести замедленную съёмку 480 fps и сохранять в HEIF/HEVC. Сам же чипсет обеспечивает работу одинарных датчиков изображения на 192 Мп или 48 Мп с многокадровой обработкой, а также двойных камер с разрешением датчиков 22 Мп.

Ещё одним новшеством стали игровые возможности Snapdragon 855 и 855 Plus. Эта серия чипсетов первой получила набор функций Snapdragon Elite Gaming, которые способствовали уменьшению рывков в играх из-за потери кадров, а также античит-систему. Другие ключевые особенности включают подсистему FastConnect 6200 с поддержкой беспроводных интерфейсов Bluetooth 5.1 и Wi-Fi 6, быструю зарядку Quick Charge 4+, протокол aptX Adaptive и поддержку ультразвуковых сканеров отпечатков пальцев.

Популярные смартфоны на базе Snapdragon 855 / 855 Plus: Asus ROG Phone 2, Asus Zenfone 6, LG G8, OnePlus 7 / 7T, Samsung Galaxy S10, Xiaomi Mi 9T Pro / Redmi K20 Pro.

Интересный факт: и снова Exynos 9820 обошёл Snapdragon 855 по записи видео в формате 8K, правда только «на бумаге». На практике обе версии смартфона Galaxy S10 такую возможность не предлагали.

Snapdragon 865 и 865 Plus: 5G стоит дорого

Последняя на сегодняшний день серия флагманских чипсетов Snapdragon — это, пожалуй, самые противоречивые мобильные платформы Qualcomm со времён Snapdragon 810. Нет никаких сомнений в том, что Snapdragon 865 - это процессор высокого класса, самый мощный чипсет для Android на сегодняшний день, но его главная проблема — стоимость. Несколько источников в цепочке поставок утверждают, что Qualcomm сильно подняла цены на Snapdragon 865 по сравнению с прошлым поколением. Это привело к тому, что производителям приходится перекладывать его стоимость на потребителей, причем такое практикует даже Xiaomi, последние флагманские смартфоны которой существенно выросли в цене.

Snapdragon 865 оснащается дополнительным модемом X55, поддерживающим сотовые сети пятого поколения. Это означает, что смартфоны на базе этого чипсета в любом случае поставляются на рынки с этим высокоскоростным модемом, даже если соответствующая инфраструктура в регионе отсутствует. С одной стороны, 5G в смартфоне — это отлично, но с другой, вы переплачиваете за новую технологию, которой не пользуетесь, потому что она ещё вам не доступна или вас вполне устраивает 4G.

Snapdragon 865 использует ту же схему построения с трёхкластерным CPU, что и его предшественник: одно высокопроизводительное ядро и три ядра среднего уровня Cortex-A77, а также четыре энергоэффективных ядра Cortex-A55. Графический ускоритель — Adreno 650, который справляется с любыми первоклассными играми на Android.

В июле 2020 года был анонсирован Snapdragon 865 Plus. Он получил повышенную до 3,1 ГГц частоту основного процессорного ядра, впервые среди мобильных платформ преодолев 3-гигагерцевый рубеж. Графическое ядро осталось прежним, но его производительность была увеличена на 10%. Ещё одно заметное отличие заключается в том, что версия Plus имеет модуль FastConnect 6900, а значит, поддерживает беспроводное подключение к Wi-Fi 6E и Bluetooth 5.2 вместо Wi-Fi 6 и Bluetooth 5.1. В остальном обе однокристальные системы идентичные.

Snapdragon 865 и 865 Plus предлагают самый впечатляющий на сегодняшний день набор возможностей для съёмки фото и видео. Флагманские чипсеты поддерживают установку камер с одинарными датчиками до 200 Мп и двойными до 25 Мп каждый. Кроме того, они обеспечивают съёмку в 8K и запись видео с частотой 960 кадров в секунду. Среди других заслуживающих внимания функций 865-й серии стоит отметить поддержку экранов с частотой обновления 144 Гц, кодека aptX Voice, обеспечивающего высокое качество передачи речи через Bluetooth, mmWave и sub-6Ghz 5G, Quick Charge 4, а также AI Engine пятого поколения, который предлагает вдвое большую производительность по сравнению с прошлым поколением.

Популярные смартфоны на базе Snapdragon 865 / 865 Plus: Asus ROG Phone 3, LG V60, OnePlus 8, OPPO Find X2 Pro, Samsung Galaxy S20 (отдельные регионы), Xiaomi Mi 10.

Интересный факт: серия Snapdragon 865 — это первые флагманские мобильные платформы, которые предлагают обновления драйверов графического процессора через Google Play и другие магазины приложений, вместо традиционного процесса обновления «по воздуху». Первыми такую возможность получили владельцы смартфонов OPPO Find X2 и Xiaomi Mi 10.

Snapdragon 875 и дальше

В интернете уже давно ходят слухи о том, что Qualcomm работает над Snapdragon 875, хотя это само собой разумеется. По крайней мере, в профиле одного из сотрудников компании в LinkedIn указано кодовое название SM8350. Как известно, Snapdragon 865 получил модельный номер SM8250, так что всё логично. На текущий момент есть несколько довольно сомнительных утечек, но одна из них кажется достоверной — это поддержка фирменной технологии Quick Charge 5. Компания уже несколько лет придерживается одного и того же стандарта быстрой зарядки, поэтому появление следующего поколения, рассчитанного на 100 Вт и выше, давно назрело.

Ещё одна особенность, которую мы ожидаем увидеть в предстоящей мобильной платформе, — это использование процессорных ядер Cortex-X1 и/или Cortex-A78. Компания ARM уже анонсировала их ранее в этом году. Cortex-A78 является продолжением Cortex-A77 — микроархитектуры, хорошо знакомой нам по серии Snapdragon 865, а вот Cortex-X1 — это совершенно другое ядро, которое больше ориентируется на производительность, нежели на энергоэффективность. Неудивительно, если Qualcomm выберет Cortex-X1 в качестве основного высокопроизводительного ядра, а Cortex-A78 — для ядер среднего уровня.

Будущий чипсет наверняка получит встроенный 5G-модем. Это было бы долгожданным изменением по сравнению с внешним модемом X55 у текущей модели и сократило бы энергозатраты. Ещё один важный момент касается стоимости Snapdragon 875. По слухам, новая платформа значительно вырастет в цене, но хочется надеяться, что это не так, и мы всё же увидим более дешёвый вариант, нежели Snapdragon 865.

Внимание: это перевод статьи Android Authority.