4 октября 2023 года Google официально представила серию Pixel 8, с заметными улучшениями по сравнению с предыдущим поколением, включая более яркий дисплей, более шуструю зарядку и многое другое. Одним из самых интересных изменений в Google Pixel 8 и Google Pixel 8 Pro является новый чип Google Tensor G3, который обеспечивает неплохие возможности обработки функций искусственного интеллекта прямо на устройстве.
Но, несмотря на достижения в области обработки искусственного интеллекта, когда дело доходит до прямых тестов, чипы Google Tensor все еще отстают в плане производительности по отношению к другим флагманским чипам. В этом поколении чип получил существенные обновления на микроуровне, которые приближают его к конкурентам, по крайней мере, на бумаге.
Итак, есть ли у Tensor G3 шансы против таких игроков, как Snapdragon 8 Gen 2 и Apple A17 Pro? Это то, что мы постараемся узнать в данной статье.
Google Tensor G3 против Qualcomm Snapdragon 8 Gen 2 и Apple A17 Pro
Для начала вот краткий список спецификаций чипов Google Tensor G3, и главных конкурентов в лице Qualcomm Snapdragon 8 Gen 2 и Apple A17 Pro.
Процессор Google Tensor G3
Производство по технологическому процессу Samsung 4 нм. 9 ядер:
1 x Cortex-X3 @ 2.91ГГц
4 x Cotex-A715 @ 2.37ГГц
4 x Cortex-A510 @ 1.70 ГГЦ
Графический процессор 7-ядерный Immortalis-G715
Процессор Qualcomm Snapdragon 8 Gen 2
Производство по технологическому процессу TSMC 4 нм. 8 ядер:
1 x Cortex-X3 @ 3.2 ГГц
2 x Cotex-A715 @ 2.8 ГГц
2 x Cotex-A710 @ 2.8 ГГц
2 x Cortex-A510 @ 2.0 ГГЦ
Графический процессор 8-ядерный Adreno 740
Процессор Apple А17 PRO
Производство по технологическому процессу TSMC 3 нм. 6 ядер:
2 x high-performance cores @ 3.78GHz
4 x efficiency cores @ 2.11GHz
Графический процессор 6-ядерный Apple GPU
Как создавался новый чип
Чип Google Tensor G3 основан на 4-нанометровом техпроцессе Samsung, что предполагает обновление по сравнению с Google Tensor G2, который производился по 5-нанометровому техпроцессу Samsung. Простыми словами, размеры в нанометрах используются для обозначения минимальной длины затвора транзисторов или электронных переключателей, из которых состоит чип. Транзисторы меньшего размера могут быть размещены более плотно на поверхности кремниевой пластины, что обеспечивает уменьшение энергопотребления, лучший поток электрических сигналов в чипе и уменьшение задержек.
Однако, с развитием вычислительных технологий, нанометровая переменная утратила свое значение и используется разными производителями микросхем по-разному, просто сводя ее просто к маркетинговому жаргону. Чтобы не вдаваться в то, как производители определили это число, вот более простое объяснение того, почему оно имеет значение: меньшее значение указывает на улучшенную энергоэффективность/производительность, если чип изготовлен с помощью того же или аналогичного процесса (например, TSMC, Intel или Samsung). Таким образом, можно с уверенностью сказать, что 4-нанометровый техпроцесс Samsung лучше, чем 5-нанометровый техпроцесс того же Samsung.
Помимо улучшения энергоэффективности, Tensor G3 избежал проблем, которые повлияли на производительность Tensor G2 и других чипов, произведенных по 5-нм техпроцессу Samsung в прошлом году. Сообщается, что в 2022 году чипы, произведенные на фабрике Samsung пострадали от низкого выхода процента годных кристаллов. Это повлияло на производительность и энергоэффектовность чипов Exynos 2200, который используется в смартфонах Samsung Galaxy S22 в Великобритании и Европе, а также на тепловыделение чипов Snapdragon 8 Gen 1, который также производился на мощностях Samsung.
Низкая эффективность 5-нм техпроцесса Samsung привела к тому, что Qualcomm для производства чипов Snapdragon 8+ Gen 1 переключилась на тайваньскую TSMC — крупнейшего конкурента Samsung, который также производит чипы для Apple серии A и M. Перейдя на TSMC, Qualcomm добилась увеличения энергоэффективности и повысила производительность центрального и графического процессора на Snapdragon 8+ Gen 1 и Snapdragon 8 Gen 2. Несмотря на эти проблемы, Google остановил свой выбор на Samsung.
Известно, что в 2023 году Samsung решила эти проблемы и достигла более высокой доли выхода годных кристаллов. В то же время Qualcomm придерживается работы с TSMC для Snapdragon 8 Gen 3. Увеличение доходности Samsung означают значительные улучшения работы фабрики по сравнению с итогами прошлого года. Однако, пока неясно почему, Samsung решила отменить свой собственный Exynos 2300 в 2023 году по неизвестным причинам, но используя аналогичный процесс производства для микроархитектуры Tensor G3.
Tensor G3 от Google имеет необычную конструкцию процессора
Google Tensor G3 получил необычную девятиядерную конфигурацию процессора, в то время как большинство чипов для телефонов Android по-прежнему полагаются на восьмиядерную. Как и предыдущие чипы для устройств Pixel, Tensor G3, как и ожидалось, основан на аналоге Samsung Exynos, хотя и с индивидуальными дополнениями для улучшения приложений искусственного интеллекта, улучшенной обработки изображений и лучшей безопасности. Он разделяет свою основную архитектуру с отмененным Exynos 2300.
Ядра процессора распределены по схеме 1+4+4. Как и большинство других компаний-производителей микросхем, Samsung также лицензируется у Arm, которая предоставляет другим компаниям базовые проекты для настройки или настройки оптимальной производительности.
Google Tensor G3 включает в себя "большое" ядро Arm Cortex X3 с тактовой частотой 2,91 ГГц для максимальной производительности и энергоемких приложений, таких как тяжелые игры, видеоредакторы и т.п. — то же самое мы видим на конкурентных флагманских чипах, таких как Snapdragon 8 Gen 2 и MediaTek Dimensity 9200.
Далее идут четыре «средних» ядра Cortex-A715 с тактовой частотой 2,37 ГГц для баланса между производительностью и энергоэффективностью. Для сравнения, в Snapdragon 8 Gen 2 используется два ядра Cortex A715 и два ядра A710 для режима средней производительности. Несмотря на то, что A715 и A710 практически идентичны, первый из них, как утверждается, обеспечивает повышение энергоэффективности на 20%. Это означает, что можно ожидать, от Tensor G3 меньшего тепловыделения при выполнении определенных не затратных в плане ресурсоемкости задач.
"Маленькие" ядра представлены Cortex-A510, которые работают на частоте 1,7 ГГц. Это новшество по сравнению с Tensor G2, в котором используются устаревшие энергоэффективные Cortex A55. Работая на более низкой частоте эти ядра будут выделять меньше тепла, но могут переложить некоторые из более требовательных задач, таких как поддержание постоянно включенного дисплея, основные функции телефона, питание датчиков и т. д., на "средние" ядра, если возникнет такая необходимость.
Несмотря на продвинутую конфигурацию процессора, Google Tensor G3 по-прежнему отстает. Arm уже анонсировала более мощные ядра Cortex X4, A720 и A520. Текущие нововведения не обязательно приведут к значительному увеличению производительности, несмотря на заявления производителей чипов. Чтобы протестировать результаты этих улучшений, запустим синтетический тест Geekbench 6 на Google Pixel 8 Pro, iPhone 15 Pro и OnePlus 11 под управлением Snapdragon 8 Gen 2. Можно было бы включить в тест смартфон Samsung Galaxy S23 Ultra, но он работает под управлением разогнанной версии Snapdragon 8 Gen 2 для устройств Samsung Galaxy.
Pixel 8 Pro и OnePlus 11 имеют сопоставимую производительность благодаря одинаковому основному ядру. Оценки многоядерной производительности различаются, что вполне объяснимо из-за более низких тактовых частот Tensor G3. Однако, удивительно то, что дополнительное ядро не дает конкурентного преимущества.
Apple A17 Pro получает огромное преимущество, как перед Tensor G3, так и над Snapdragon 8 Gen 2 из-за гораздо более высокой частоты на основном ядре, а также благодаря наличию двух производительных ядер вместо одного, настройкам Apple в дизайне Arm и общим улучшениям благодаря 3-нм дизайну.
Функции нейронного процессора и искусственного интеллекта
Опыт, связанный с искусственным интеллектом, был в центре повествования Google, стоящего за переходом на специализированные микросхемы более двух лет назад. Это не только продолжается в серии Pixel 8, но и даёт огромный скачок по сравнению с предыдущими поколениями, поскольку шумиха вокруг генеративного искусственного интеллекта увеличивается.
Pixel 8 и Pixel 8 Pro получили огромный прирост функций камеры с искусственным интеллектом, а также такие функции, как Best Take и Magic Editor, которые сильно преображают изображения. Помимо приложения «Камера», Google Assistant также значительно сильнее интегрирован с чат-ботом Google Bard.
Эти возможности основаны на новом тензорном процессоре Google (TPU) — рекламном названии нейронных процессоров компании, предназначенных для ускорения задач, связанных с искусственным интеллектом. Название происходит от одноименных процессоров, используемых на серверах Google, разработанных специально для задач, связанных с машинным обучением. Это также один из компонентов, которые Google разрабатывает сама, вместо того, чтобы пользоваться услугами подрядчиков.
По данным Google, новый TPU запускает в два раза больше моделей машинного обучения, чем Tensor первого поколения, который был сердцем Pixel 6 и 6 Pro. Одной из ключевых тем для чипов Google Tensor была их способность запускать много алгоритмов машинного обучения, особенно связанные с Google Assistant, прямо с телефона — без необходимости загружать запросы на облачный сервер для обработки, как это делает большинство других телефонов Android. Google заявляет, что с новым помощником и другими функциями генеративного искусственного интеллекта обработка данных на устройстве стала в 150 раз сложнее для процессора, чем в предыдущем поколении. Новый TPU разработан с учетом этих требований, как утверждает Google.
Как Tensor G3 обрабатывает изображения
Tensor G3 также получил более усовершенствованный цифровой сигнальный процессор (DSP) для улучшенной обработки изображений и видео. Несмотря на то, что на аппаратном уровне существенных изменений нет, Google утверждает, что «оптимизировал конвейер камер и встроил алгоритмы машинного обучения непосредственно в чип», чтобы обеспечить значительное улучшение качества фотографий и особенно видео.
Одним из ключевых преимуществ является улучшение функции Live HDR от Pixel, что означает, что смартфон даст вам возможность совершить предварительный просмотр HDR-снимка, который ближе к тому, каким вы его видите. Кроме того, Pixel 8 является первым Android-устройством, поддерживающим изображения Ultra HDR. Это означает, что метаданные, относящиеся к HDR, прикрепляются к изображению.
Устройства Apple, в частности, iPhone 13 и выше, уже поддерживают аналогичную функцию под названием ISO HDR, которая позволяет HDR-изображениям выглядеть более насыщенными на экранах с поддержкой HDR.
Проблемы с перегревом Tensor G3
Одной из самых неприятных проблем, с которыми мы сталкивались в предыдущих устройствах Pixel, включая недавно выпущенный Google Pixel Fold с чипсетом Tensor G2, является чрезмерный нагрев. Чтобы противостоять эффектам длительного нагрева под нагрузкой, чипы также поставляются со встроенными алгоритмами, которые ограничивают производительность для снижения нагрева. Каждый чип в той или иной степени подвергается троттлингу, но чрезмерное снижение частот, особенно при умеренных нагрузках, может отрицательно сказаться на производительности.
В обзоре Pixel 8 Pro эксперты заметили, что телефон лишь слегка нагревается, не вызывая ощущение дискомфорта, даже после игр. Это хороший знак, но для дальнейшего тестирования был запущен тест 3DMark Wild Life Extreme Stress, который использует разнообразные задания непрерывно в течение 20 минут. Как следует из названия, тест нагружает чипсет, особенно графический процессор.
Результаты соответствуют ожиданиям: во время троттлинга при стресс-тесте, температура не поднялась выше уровня комфорта. Начиная с 26 градусов по Цельсию, окончательная температура после 20 минут длительного стресса возросла до 40 градусов по Цельсию. Это температура на GPU, а внешняя поверхность относительно холоднее.
Что касается падения производительности, то оценка бенчмарка снизилась примерно на 15% за 20 минут. Это ощутимое падение, хотя такое и встречатеся нередко. Если вы не играете, вы можете не почувствовать разницы, но вполне можно ожидать некоторых задержек при записи длинных видео на Pixel 8 или 8 Pro.
Является ли Tensor G3 хорошим чипом для Pixel 8?
Серия Google Pixel 8 самые совершенные смартфоны серии Pixel, с которыми можно столкнуться с момента создания серии в 2016 году. Она получил всесторонние улучшения аппаратного обеспечения, особенно в виде продвинутого чипсета Tensor G3, который не только мощнее предыдущих поколений, но и заметно холоднее.
Однако, как мы упомянуто в предыдущем разделе, долгие сложные нагрузки могут привести к троттлингу, что может испортить опыт во время игр или подобных ресурсоемких задач. Плюсом этого является то, что смартфоны станут более эффективной с точки зрения батареи, но ценой потери некоторой доли производительности.
Google заявляет, что их «работа с Tensor никогда не была связана со скоростью, потоками или традиционными показателями производительности». Несмотря на то, что в новом поколении ощущается прогресс в отношении улучшений обработки систем искусственного интеллекта на устройстве, используется аппаратное обеспечение прошлого поколения и оно может серьезно поставить под угрозу планы Google обещанной поддержки серии Pixel 8 в течение следующих семи лет. Непосредственное отставание в производительности по сравнению с такими чипами, как Snapdragon 8 Gen 2, по-прежнему сдерживает интерес со стороны энтузиастов, которых интересует чистая производительность, и мобильных геймеров. Суть чипа Tensor G3 заключается в улучшении работы камеры и искусственного интеллекта, при этом снизив нагрев в сравнении с предыдущими поколениями.
Как бы ни было трудно предсказать будущее, можно сказать прямо сейчас, что чип Tensor G3 внутри Pixel 8 и Pixel 8 Pro — это прекрасный чип, даже хороший! Как он будет работать через три-четыре года, остается неясным, и есть причины насторожиться в плане его задела на будущее. Но чип может G3 доставить много удовольствия и хороших впечатлений прямо сейчас.
