MediaTek má teď nejlepší ARM SoC pro mobily: Dimensity 9000 je první na 4nm a ARMv9

Nejlepší procesor pro Androidy bude příští rok možná MediaTek. Jeho Dimensity 9000 má jako první 4nm proces, novou architekturu ARMv9 s SVE2 a novinky ve výbavě od Bluetoothu 5.3 po paměti LPDDR5X (obojí jako první). A k tomu možná bude i nejvýkonnější…

Dřív na novém výrobním procesu býval vždy první Apple. Se 4nm procesem to bude zdá se jinak – první procesor na této technologii má MediaTek, z nějž se stal jeden z nejvýznamnějších hráčů v mobilní sféře. Teď uvádí ARM procesor Dimensity 9000, který je nejen prvním 4nm čipem, ale také nejvýkonnější SoC pro mobily s Androidem, jaký teď je, navíc už i s architekturou ARMv9. Je možné, že v této generaci bude dominovat.

Dimensity 9000 je highendový procesor pro „vlajkové lodě“ chytrých telefonů. Je vyráběný 4nm procesem N4 (tedy první generací, ne zlepšenou druhou generací N4P, ta je ještě věcí budoucnosti), jenž je vylepšenou verzí 5nm technologie N5. Čip na 4nm procesu může dosáhnout o něco vyššího výkonu nebo o něco lepší energetické efektivity, zvýšená je i hustota tranzistorů. Mobilní SoC na 4nm procesu tedy budou mít výhodu proti 5nm čipům.

První ARMv9 procesor s Cortexem-X2

Dimensity 9000 zároveň je velká novinka architektonicky, použitá jsou již jádra ARM poslední generace s instrukční sadou ARMv9 a také se SIMD instrukcemi SVE/SVE2. MediaTek opět použil hybridní architekturu se 4+4 jádry. Mezi čtyřmi velkými jádry je jedno preferované jádro Cortex-X2, což je architektura s nejvyšším IPC z jader lincencovaných přímo od ARMu.

Toto jádro má frekvenci 3,05 GHz a 1MB L2 cache, proti předchozí generaci s Cortex-X1 tedy stouplo jak IPC, tak i frekvence (Snapdragon 888 měl například takt jádra Cortex-X1 jen 2,84 GHz), což přinese lepší výkon pro jednovláknové úlohy. Dimensity 9000 by patrně mohl mít nejvyšší jednovláknový výkon ze všech telefonů s Androidem (procesory Apple mají díky svým výrazně komplexnějším jádrům ST výkon ještě výrazně vyšší).

MediaTek Dimensity 9000 prezentace 03 Zdroj: MediaTek via AnandTech

Zbylá tři jádra klastru velkých jader mají architekturu Cortex-A710, které jsou následníkem linie jader Cortex-A77 a A78. Tato jádra mají nižší IPC a také frekvenci, 2,85 GHz (také mají jen 512KB L2 cache). Mají tedy nižší jednovláknový výkon než X2, ale také mají výrazně nižší spotřebu (lepší efektivitu) a plochu na čipu. Díky tomu dokáží dodat vyšší celkový mnohovláknový výkon. MediaTek tato tři jádra nastavil na dost vysokou frekvenci, vyšší, než mají například Snapdragony (2,42 GHz v Snapdragonu 888).

„Turbo“ malá jádra

Druhá čtveřice jader je opět „malá“ a úsporná. V procesoru je opět použit nová ARMv9 architektura, in-order jádro Cortex-A510. Tato jádra mají frekvenci 1,80 GHz. Záměr ARMU je, aby dvojice těchto jader měla sdílenou sdílenou jednotku FPU/SIMD a L2 cache, ale MediaTek zvolil výkonnější variantu, kdy je každé ze čtyř jader samostatné a má vlastní FPU i L2 cache (ta je zde 256KB).

Tím pádem tento klastr bude mít při plném vytížení vyšší výkon, byť ten bude pořád násobně nižší, než mnohovláknový výkon klastru velkých jader. Protože i velký klastr má u jader A710 vysoké frekvence, bude Dimensity 900 schopen také vyššího mnohovláknového výkonu, než předchozí generace procesorů pro Androidy.

MediaTek Dimensity 9000 prezentace 05 Zdroj: MediaTek via AnandTech

Oba dva klastry jader CPU sdílejí 8MB L3 cache, navíc má SoC ještě tzv. System Cache v kapacitě 6 MB. Ta je sdílená s paměťovým subsystémem a dalšími jednotkami v čipu.

Proti předchozí generaci čipů s Cortexem-X1 má prý ale také jednojádrový výkon jádra Cortex-X2 také být až o 35 % vyšší. To je však v testu SPEC2006 a možná jde hlavně o efekt zvětšených cache, které byly v čipech s Cortexem-X1 menší (ač i ten podporovat vyšší kapacity). Tam, kde cache nemají takové vlivy, bude nárůst menší. Například v Geekbench 5 nedává větší cache zdaleka tolik bodů, v tomto benchmarku prý jednovláknový výkon naroste jen o 10 %.

MediaTek Dimensity 9000 prezentace 04 Zdroj: MediaTek via AnandTech

První SoC s pamětí LPDDR5X, až na 7500 MHz

Dimensity 9000 podporuje paměti LPDDR5, ale zároveň také úplně nové paměti LPDDR5X – jako zřejmě první ARM SoC. Paměti LPDDR5 jsou podporované až na efektivní frekvenci 6400 MHz, ale LPDDR5X dokonce na 7500 MHz, což dodává propustnost teoreticky až 60 GB/s (šířka sběrnice je 64 bitů, 4 × 16 bitů).

MediaTek Dimensity 9000 prezentace 06 Zdroj: MediaTek via AnandTech

SoC má poměrně zajímavou multimediální podporu: čip podporuje HEVC, H.264, VP9 a také formát AV1, hardwarový dekodér zvládne v AV1 až rozlišení 8K s 30 FPS. V jiných formátech je podporováno dokonce 8K při 60 FPS. Hardwarový enkodér čipu podporuje rozlišení 8K30 nebo 4K120, ale není podporováno enkódování do AV1.

MediaTek Dimensity 9000 prezentace 10 Zdroj: MediaTek via AnandTech

Jako vždy jsou také přítomné další akcelerátory – tzv. „APU“ 5. generace s 4+2 jádry pro akceleraci umělé inteligence (neuronových sítí) a jednotka pro zpracování a filtrování obrazu z kamer Imagiq790. Má DSP schopné zpracovávat 18bitová obrazová data s propustností až 9 gigapixelů za sekundu.

MediaTek Dimensity 9000 prezentace 12 Zdroj: MediaTek via AnandTech

Jednotka zvládne až tři 32megapixelové jednotky současně. Jednotlivý senzor dokáže obsloužit až s rozlišením 320 megapixelů, takže telefony s tímto čipem budou schopné používat senzory s opravdu extrémním fyzickým rozlišením.

Výkonné GPU, velké pokroky ve spotřebě a efektivitě?

Čip má integrovanou grafiku ARM Mali-G710MP10, s maximální frekvencí okolo 850 MHz, ta má mít až o 35 % vyšší výkon než současné vlajkové lodě v Androidech (Snapdragon 888, Exynos 2100). údajně by ale hlavně toto GPU mělo mít o dost lepší energetickou efektivitu, což je pro dlouhé vytížení při hraní na baterii rozhodující.

MediaTek Dimensity 9000 prezentace 07 Zdroj: MediaTek via AnandTech

Obecně má prý být efektivita tohoto SoC velmi dobrá. Spotřeba při hraní má být až o 25 % nižší proti dnešním nejvýkonnějším SoC pro Androidy (kde zejména Google Tensor nebo Exynos 2100 mají velmi vysokou spotřebu GPU). Při přehrávání multimédií má být spotřeba nižší až o 65 %, v nečinnosti a v úsporném režimu až o 40 % nižší. Toto ale asi mohou být srovnání v nějakých ideálních nejvíce pro MediaTek příznivých případech.

MediaTek Dimensity 9000 prezentace 08 Zdroj: MediaTek via AnandTech

5G a nové Wi-Fi/Bluetooth 5.3

Čip má také ambiciózní nový 5G modem, jenž podporuje maximální teoretickou rychlost stahování až 7000 Gb/s. Podporuje Sub-6 a poprvé 3CC Carrier Aggregation s až 300MHz kanály. Také je podporována technologie UL Tx switching dle standardu 3GPP release 16, která by měla zlepšovat praktické rychlosti uploadu.

MediaTek Dimensity 9000 prezentace 13 Zdroj: MediaTek via AnandTech

Dimensity 9000 zatím ale neumí technologii mmWave. Zejména pro americký trh, kde je důležitá, ji údajně MediaTek uvede příští rok patrně v příští generaci čipů Dimensity (ovšem nejdříve v nižší kategorii SoC, ne v těch highendových). Doteď to prý nebyla priorita, protože se MediaTek soustředí hlavně na zbytek světa, v amerických verzích telefonů asi Dimensity 9000 tím pádem moc nebude.

Novou má také Dimensity 9000 další bezdrátovou konektivitu. SoC podporuje Wi-Fi 6E s až 160MHz kanály. Také ale hlavně obsahuje nový Bluetooth 5.3, podle MediaTeku jako první SoC pro chytré telefony.

MediaTek Dimensity 9000 prezentace 13 Zdroj: MediaTek via AnandTech

Dimensity 9000 na tom podle odhadů bude patrně v souboji příští generace SoC v androidích telefonech roku 2022 docela dobře, mohl by dokonce být výkonnostním lídrem, zvlášť pokud čipy Qualcommu budou dále používat horší proces Samsungu a mít kvůli tomu horší takty a energetickou efektivitu. MediaTek nemá sice takové jméno jako Qualcomm, ale v posledních letech zabral velkou část trhu, i díky tomu, že byl preferovanou náhradou čínských výrobců za sankcemi odstřelený HiSilicon a Huawei. Firma v minulosti neměla moc úspěchu při pokusech dostat se do těch nejdražších telefonů a vždycky hrála spíš mainstreamové housle, ale nyní má mnohem silnější pozici.

A také má čip Dimensity 9000 GPU i CPU (cache, frekvence, počty jednotek v GPU) nakonfigurované na velmi vysoký výkon, takže tentokrát asi MediaTek ve „vlajkových lodích“ angažná dostane a mohl by být úspěšný. Podle AnandTechu už výrobci telefonů mají vzorky a telefony s tímto čipem by mohly začít přicházet v první čtvrtině roku 2022.

Galerie: MediaTek Dimensity 9000 (prezentace při odhalení)

Všechny fotografie

Zdroj: AnandTech