Konečně pořádné procesory pro ARM notebooky s Windows: Qualcomm má 5nm čip s 8 velkými jádry

31

První 5nm procesor pro notebooky s Windows není od AMD nebo Intelu, je to ARM. Qualcomm má nové Snapdragony pro PC a notebooky a jsou dost zajímavé: mají osm velkých jader, z toho 4× Cortex-X1 a slibují stejný výkon jako procesory Intel Tiger Lake při mnohem nižší spotřebě.

Tento týden vydal Qualcomm nový nejvýkonnější Snapdragon pro mobily. Firma teď ale přišla také s dalším novým procesorem, jenž je v jistém smyslu ještě zajímavější či důležitější: bizarně pojmenovaným čipem Snapdragon 8cx Gen 3. To je totiž po dlouhé době konečně nový ARM procesor pro notebooky, vybavený osmi silnými jádry. A dokonce je to i první 5nm procesor pro notebooky s Windows, což AMD a Intel ještě chvíli mít nebudou.

ARM procesory Qualcommu pro notebooky, které jsou dosud jediné, které Microsoft na této platformě podporuje, mají teď docela velký problém. Qualcomm pro ně má jen poměrně starý procesor Snapdragon 8cx (vyšel v roce 2018), jenž má pořád stará jádra Cortex-A76, jimž mezitím svět výkonově hodně utekl. Qualcomm se zmohl jen na vydání nových refreshů s o fousek vyššími takty, čímž tato platforma, která se nikdy vedle x86 moc neprosadila, o to víc postrádala atraktivitu.

Snapdragon 8cx Gen3

Teď se to konečně mění. Nově vydaný Snapdragon 8cx Gen3 je totiž přes název, který asi nikoho nezaujme, proti předchůdci výrazně napřed architekturou i technologiemi. Windows na ARMu s ním konečně získají zajímavější hardware – byť je otázka, jestli je to opravdu to nejlepší, co by Qualcomm mohl vyprodukovat.

Nový Snapdragon pro notebooky není bohužel pořád založený na stejné generaci jako právě odhalené procesory Snapdragon 8 Gen 1 pro mobily, nemá tedy ještě Cortex-X2/Cortex-A710 s architekturou ARMv9 a instrukcemi SVE/SVE2. Notebooková verze používá místo 4nm procesu pořád 5nm proces Samsungu a spolu s tím také jádra o generaci starší, tedy Cortex-X1 a A78, technologicky je tedy srovnatelný se Snapdragonem 888.

ARM procesor Qualcomm Snapdragon 8cx Gen 3 Zdroj: Qualcomm, via ComputerBase

Osm jader, žádná „malá“

Avšak výměnou za to má Snapdragon pro počítače výrazně silnější kombinaci. Jde o osmijádro, ale místo jediného „prime“ jádra jsou v čipu čtyři jádra Cortex-X1 s vyšším IPC a jednovláknovým výkonem – jejich takt má být 3,0 GHz. Jde o zatím nejsilnější konfiguraci Cortexu-X1. Mobilní čipy mají vždy jen jeden s výjimkou Google Tensoru, který má dva. Jednovláknový výkon bude bohužel zaostávat za mobilním Snapdragonem 8 Gen 1, na 3,0 GHz, protože mu bude chybět zlepšené IPC architektury X2.

Nicméně mnohovláknový výkon bude o dost lepší. Ač jde totiž pořád o big.LITTLE procesor, druhý klastr úsporných jader je údajně tvořen čtyřmi Cortexy-A78, tedy pořád velkými, ale již efektivnějšími jádry. Jejich výkon bude nicméně limitovaný frekvencí, která je maximálně 2,4 GHz. Smysl je přidat prvním čtyřem jádrům, která budou mít na ARM relativně vysoký příkon, další mnohovláknový výkon navíc s jen relativně menším nárůstem spotřeby.

Jádra CPU mají 8MB L3 cache, dále je v čipu ještě 6MB systémová cache.

Mnohovláknový výkon CPU má údajně být až o 85 % lepší proti Snapdragunu 8cx (Gen 1), který měl ona už dost stará jádra Cortex-A76. Jednovláknový výkon má být o 40 % lepší. Ale také výkon GPU se měl o hodně zlepšit, to má údajně být o 60 % rychlejší proti tomuto předchůdci. Jde o grafiku Adreno, takže případné hraní bude komplikované tím, do jaké míry budou hry pro Windows schopné spolupracovat s ovladačem, který není od AMD, Nvidie nebo Intelu.

Qualcomm Snapdragon 8cx Gen 3: výkon podle Qualcommu Zdroj: Qualcomm, via ComputerBase

10W TDP

Procesor je údajně navržený pro TDP 10 W (ve slajdech se ale operuje i s 9W konfigurací), kdy má mít dobrou energetickou efektivitu. Výrobci notebooků ho údajně mohou zrychlit zvýšením TDP na 13 až 14 W, ale podle Qualcommu už to nepřinese tolik výkonu navíc, protože se jádra budou už pohybovat na méně efektivnějších bodech své křivky napětí a frekvencí, takže nárůst výkonu bude nižší než nárůst spotřeby. Na druhou stranu, vzhledem k tomu, že 15W procesory Intelu mají až 50W turba se vkrádá otázka, co jsou 3–4 watty navíc.

Při 10W TDP pravděpodobně při zátěži všech jader budou frekvence jader o něco nižší, než ona boostová maxima, která jsme uváděli – k jejich dosažení na všech jádrech by práv asi bylo třeba TDP navýšit. S takto zvýšeným TDP by asi mohl být i lepší výkon při současném zatížení GPU i CPU, takže by to možná přece jen stálo zato (i když je možné, že pak už by se muselo používat aktivní chlazení).

Podle Qualcommu bude výkon víceméně stejný na baterii i při provozu z nabíječky, což opět není moc překvapivé vzhledem ke spotřebě, na poměry AMD a zejména Intelu hodně střídmé.

Qualcomm Snapdragon 8cx Gen 3 (slajd s vlastnostmi) Zdroj: Qualcomm, via ComputerBase

Podle Qualcommu budou procesory výkonem konkurenceschopné s 15W Intel Tiger Lake-U, což ale platí zřejmě pro mnohovláknový výkon, v tom jednovláknovém bude Intel vést (zvlášť vzhledem k tomu, že jádra v Tiger Lake-U jsou schopná jet až na 4,8–5,0 GHz, byť za cenu spotřeby přes 20–25 W). Snapdragon 8cx Gen 3 údajně při spotřebě 9 W dosahuje srovnatelný výkon s Tiger lake-U na 22 W. Pokud by se oba procesory nastavily na 15W spotřebu, má Snapdragon být až o 25 % rychlejší, než Tiger Lake-U (opět jde asi o mnohovláknový výkon).

Podle Qualcommu výdrž na baterii může být až o 30 % lepší než u „konkurenčních platforem“.

ARM procesor Qualcomm Snapdragon 8cx Gen 3 Zdroj: Qualcomm, via ComputerBase

128bitové paměti, PCI Express pro SSD a další periférie

Paměťový řadič odpovídá dvoukanálovým pamětem v PC, má šířku 128 bitů. Je možné použít paměti LPDDR4X-4266 (propustnost 68 GB/s), reálně jde o osm 16bitových kanálů.

Čip má podporu rozhraní PCI Express 3.0, poskytuje celkem devět linek. Na čtyři z nich lze osadit NVMe SSD, alternativně se pro úložiště dá použít i UFS 3.1 (ale NVMe ve slotu M.2 uvidíme v noteboocích mnohem raději). Jedna linka je míněna pro 5G modem, takže zbývá ještě další čtveřice pro jiné periférie.

Tip: Vylepšení výkonu pro úložiště v mobilech: UFS 3.1 přináší SLC cache nebo obdobu HMB

Akcelerace AI, Wi-Fi, 5G

Součástí SoC je i akcelerace AI pomocí DSP/AI jednotky Hexagon. Celkový výkon AI má být až 29 TOPS, ale do toho je započítaný i AI výkon integrovaného GPU a procesoru. Qualcomm má pro notebooky s tímto CPU poskytovat AI odstranění hluku a šumu z audia pro potřeby telekomunikace a také AI odstranění ozvěny. Čip by měl mít integrovaný adaptér pro Wi-Fi 6E s rychlostí až 3,6 Gb/s (a Bluetooth).

Je možné použít i konektivitu 5G, čímž se z notebooku stane tzv. Always Connected PC (ACPC). To je koncept, který Qualcomm tlačí jako hlavní sílu svých ARM procesorů. Používá se k tomu ovšem externí modem, Snapdragon X65 s rychlostí stahování teoreticky až 10 Gb/s, Snapdragon X55 (7,5 Gb/s) nebo levnější varianta X62 (4,4 Gb/s).

Qualcomm Snapdragon 8cx Gen 3 Zdroj: Qualcomm, via ComputerBase

Procesor má i různé bezpečnostní funkce: podporuje například transparentní šifrování paměti v reálném čase, několikaúrovňový Secure Boot a poskytuje prostření Trusted Execution (TEE). Zřejmě by měl podporovat nejaktuálnější bezpečnostní funkce ve Windows 11 (tzv. Secured-core). Zajímavé je, že bezpečnostní a řídící subsystém by zřejmě měl být založený na technologii Microsoft Pluton, což by bylo plus, protože není čistě proprietární a měla by tu být určitá kompatibilita s dalšími platformami a SoC založenými na Plutonu (výhledově by to snad mohla být i APU od AMD, snad jako náhrada dnešního Secure Processoru/PSP). Toto by tedy mohlo pomoci se standardizací platformy PC/Windows napříč architekturami x86 a ARM.

Něco pro levnější notebooky: Snapdragon 7c+ Gen 3

Nevýhoda ARM notebooků s Windows, které jsou na Chňapdragonech založené, je kromě horšího výkonu v jednovláknových aplikacích (aspoň dříve) také cena, který vždy byla vysoká, takže pokud vás neoslovilo mobilní připojení a dlouhá výdrž na baterii, byly tyto laptopy pro většinu lidí pasé.

Qualcomm Snapdragon 7c Gen 3 logo
Snapdragon 7c+ Gen 3 (Zdroj: Qualcomm)

Pro levnější ARM notebooky, případně pro Chromebooky, má teď Qualcomm proto také nový procesor – asi ještě hůře pojmenovaný Snapdragon 7c+ Gen 3. Jde o následníka předchozího lowendového a hodně osekaného čipu Snapdragon 7c Gen 2, proti němuž má novinka mít o 60 % lepší výkon CPU a o 70 % lepší výkon GPU.

Qualcomm Snapdragon 7c+ Gen 3 Zdroj: Qualcomm, via ComputerBase

Je to již 6nm čip a jeho velká jádra jsou Cortex-A78, ovšem jen na frekvenci 2,4 GHz (tedy jako má efektivní klastr ve výkonnějším bratříčkovi). Nevíme bohužel, zda jsou výkonnější jádra čtyři, nebo jen dvě. Vedle toho má procesor čtyři úsporná jádra Cortex-A55 na 1,5 GHz. I tento čip umí Wi-Fi 6E, ale s nižší rychlostí, teoretické maximum je 2,9 Gb/s. Opět lze přidat 5G modem, s teoretickou rychlostí stahování až 3,7 Gb/s.

Notebooky s Windows 11 v roce 2022, už i s emulací x64

Notebooky s těmito procesory by se měly objevit na trhu v roce 2022, od jeho prvního roku. Levnější model asi často bude i v Chromeboocích, ale výkonný Snapdragon 8cx Gen 3 patrně půjde hlavně do notebooků s Windows 11, pro nějž je asi zvlášť uzpůsobený.

Windows 11 by snad mohly platformu ARM zase dál posunout, budou totiž například konečně podporovat emulovaný běh 64bitových aplikací pro procesory x86 (x64). Současně na Windows 11 bude možné používat také software pro Android, což naopak na Snapdragonech asi poběží nativně bez překladu/emulace (mohlo by být zajímavé provádět benchmarky proti procesorům x86, které budou muset emulovat).

ARM notebooky s procesory Qualcomm Snapdragon 8cx Gen 3 a Snapdragon 7c+ Gen 3 Zdroj: Qualcomm, via ComputerBase

Galerie: ARM notebooky s procesory Qualcomm Snapdragon 8cx Gen 3 a Snapdragon 7c+ Gen 3

Zdroje: Qualcomm, ComputerBase, AnandTech

Konečně pořádné procesory pro ARM notebooky s Windows: Qualcomm má 5nm čip s 8 velkými jádry
Ohodnoťte tento článek!
5 (100%) 10 hlasů

31 KOMENTÁŘE

  1. Intel a Qualcomm, mi připadá, že jsou jako dva závistiví sousedé. Intel pokukuje po těch malý jádrech a Qualcomm zase po těch velkých. A to je dobře směřují k tomu pro nás uživatele tak výhodnému vzájemnému vypalování rybníků toho druhého. Jen houšť.

      • Ano není to přesné. Zkuste mi tedy navrhnout nějaké jiné sloveso namísto „pokukování“ které bude vyjadřovat to že to není jejich hlavní náplň a že se snaží svému konkurentovi vlézt do zelí.

            • Jak Intel se snaží o malá jádra? Intel malá jádra vyrábí už 13 let. A vyráběl je samozřejmě i dříve, jen to nebylo vidět, protože nevyráběl ta „velká“.
              I kdybychom brali Qualcomm jen jako výrobce mobilních čipů, tak tohle Intel zkoušel už před hodně lety a vycouval z toho. Cílení malých jader u Intelu jsou notebooky, průmyslové počítače a infrastruktura mobilních sítí, což nikdy doménou Qualcommu nebylo.
              Tedy Qualcomm se cpe do notebooků, kde chce Intelu konkurovat (a já s tím nemám problém), ale Intel Qualcommu do žádného jeho byznysu neleze.

            • No právě to je ono a proto se podívejte na to malé jádro před 13 lety a na to nyní co objevíte v Alder lake. To srovnání jadérek mi připadá, že ten Intel se od vzniku ARM pokukoval přes plot k sousedovi a směroval vývoj těchto jader právě tímto směrem. Proto jsem použil termín pokukovat který se Vám nelíbil ale lepší jste mi nenabídl.

              S tím „Intel Qualcommu do žádného jeho byznysu neleze“ bych si dovolil oponovat. Zapátrejte v paměti a podívejte si na „Intel Medfield“. Ano je to dlouho a musel jsem googlovat protože jsem už jméno projektu zapomněl. Jak bohužel bývá u Intelu zvykem z toho Medfield nic moc nezbylo a šel k ledu. Intel zase jenom měl hodně peněz a potřeboval se jich zbavit.

            • @dedecek
              Intel prilepil Ejadra do AL hlavne z duvodu zlepseni pomeru efektivity/vykonu v MT aplikacich. Da se celkem slusne spekulovat, ze to byla asi jedina moznost jak u ‚velkych‘ desktop chipu dosahnout MT vykonu srovnatelneho s top modely AMD a nemit 300W spotrebu. Co to prinese navic v noteboocich je zatim dost neznama.
              RH spravne pise, ze intel cpu zalozene na malych jadrech s vetsim ci mensim uspechem vyrabi 13 let. Jejich nasazeni v desktopu sleduje uplne jine paradigma, nez oblast mobilnich ARM.
              Co se tyce pokusu Intelu proniknoit do mobilu. Prisel pozde, trh byl obsazeny a saturovany nabidkou ARM. Silne to zatim pripomina smahu qualcommu (Qualcomm dokonce jeste s mensim uspechem) proniknout do x86…

            • S tímhle nesouhlasím „Intel prilepil Ejadra do AL hlavne z duvodu zlepseni pomeru efektivity/vykonu v MT aplikacich.“ Tohle jsou slova Intelu kterými omlouvá svoje problémy s výrobou. Kdyby neměli problémy s výrobou tak nedělají hybridní procesory a vypustí něco jako AMD. AMD dokazuje, že to v kombinaci s TSMC jde. Důvodem je že to neumějí vyrobit a proto oblbují zákazníky jak je jejich hybridní architektura suprová.
              Nezpochybňuji že Intel dělá 13 let malé procesory ale dělá tak neúspěšné že si nechal sebrat oblast telefonu ARMem navzdory svým snahám udělat něco pro tento segment vlastní řešení. Neskromně doufám, že poslední malá jádra jádra dospěla tak aby mohla konkurovat i ARMu i v mobilech. Stejně tak bych byl rád aby ARM se etabloval jak v PC tak v serverech.

            • ty dneska exceluješ víc, než obvykle … co že si nechal Intel sebrat ARMem? Kolik tech Intelích CPU bylo v telefonech, když vyšel na scénu ARM? To blivání kolem Intelích malých jader ani nekomentuji … tebe taky neuměli vyrobit a funguješ přes padesát let …

            • „S tímhle nesouhlasím „Intel prilepil Ejadra do AL hlavne z duvodu zlepseni pomeru efektivity/vykonu v MT aplikacich.“ Tohle jsou slova Intelu kterými omlouvá svoje problémy s výrobou“
              .. to nejsou jen „slova Intelu“. Odpovida to zjistenim vyplyvajici z mereni napr. na Computerbase v ramci jejich testu 12900K.
              „Kdyby neměli problémy s výrobou tak nedělají hybridní procesory a vypustí něco jako AMD. “
              .. problem s vyrobou s tim souhlasim. Jestli by to ‚udelali jako AMD‘ je spekulace, ktera muze a nemusi byt korektni.

            • tombomino 6.12.2021 at 14:10

              Když trvrdíte že „Odpovida to zjistenim vyplyvajici z mereni napr. na Computerbase v ramci jejich testu 12900K.“ tak mi řekněte co konkrétně za výhody přináší komplikovaná hybridní architektura Alder Lake? Odpovídám Vám předem, že žádné.

            • Mano..clovece. Vzdyt se o tom bavime. Intelu prinasi to, ze je schopen do urciteho TDP ‚narvat‘ vetsi MT vykon, nez kdyby ji nepouzil. To ze je to komplikovane, atd. to muze byt pravda, ale primarne to na tom nic nemeni. Je to koncept, kterym se vydali a ktery z nejakeho duvodu uznali za vhodny. Muzeme se dohadovat o tom, ze je to k vuli mene efektivnimu „7nm“ nebo z duvodu „obrovitych jader AL“ atd, ale to je tak asi vsechno.

            • AL přináší vysoký ST(pár threadů výkon) a vysoký asynchronní MT výkon. Ano je to za cenu vysoké spotřeby, ale ta mu byla vlastní i době kdy MT trůn sledoval zdola. Tyto vlastnosti budou vyhovovat většině CPU náročných aplikací, pokud by k tomu Intel přidal App-based profily (tj. nabízet aplikacím jen vhodná core) neměl bych s tímto konceptem asi žádný problém.

            • tombomino 6.12.2021 at 20:14

              Ale mnohem lepších výsledků by dosáhli kdyby byli schopni integrovat velká jádra bez těch malých. Malá jádra je tudíž berlička a nejsou výhodou ale z nouze cností, marketingovou hláškou, ohromnou designovou komplikací, …

              Zmiňované TDP je tase o tom že mají problematický výrobní proces a díky tomu jim to více žere a používají méně topící malá jádra jako chladič tech velkých.

            • proč se každému snažím vnutit ten svůj pofiderní názor? Intel i většina zbytku světa si evidentně myslí něco jiné než ty … meleš pořád něco o problematickém procesu Intelu a spotřebě … tohle opravdu nesouvisí, snad jen ve tvé hlavě …

            • gogo1963 7.12.2021 at 3:25

              Nikomu nic nevnucuji jenom se těším až mi někdo ty moje podle Vás „pofidérní“ názory vyvrátí. tombomino bohužel také utekl a s Vám nemá cenu se hádat protože umíte jenom kopat a ne vyvracet názory,

            • „Ale mnohem lepších výsledků by dosáhli kdyby byli schopni integrovat velká jádra bez těch malých.“
              .. evidentne vzhledem k jejich soucasnym schopostem, tak nebyli. Jinak by se timto konceptem nejspis nevydali. Stejne jako vydali Rocket Lake, coz byla sice z nouze ctnost, ale odpovidalo to aktualnim moznostem a schopnostem Intelu.
              „Malá jádra je tudíž berlička a nejsou výhodou ale z nouze cností,“
              .. s tim problem nemam, myslim si to podobne. Na druhou stranu je mozne, ze se da v urcite kombinaci poctu mensich jader a TDP, dosahnout vyssiho MT vykonu, nez kdyby jej tvorila jadra velka. Bude zalezet asi na konretnich podminkach.
              „Zmiňované TDP je tase o tom že mají problematický výrobní proces “
              .. tezko rict. Je to mozna hypoteza. Evidenne je ale prolematicky v momente, kdy frekvence velkych jader atakuji hranice 5Ghz. Tam je ten problem se spotrebou zjevny. A je asi mozne i to, ze 7nm TSMC je efektivnejsi nez ‚7nm‘ Intelu. Nicmene bylo by potreba do toho zahrnout i architketuru a ‚zravost‘ samotnych jader…

            • A přesně proto nesouhlasím s Vaším „Intel prilepil Ejadra do AL hlavne z duvodu zlepseni pomeru efektivity/vykonu “ ale proto že to nebyl schopen vyrobit jak i potvrzujete „.. evidentne vzhledem k jejich soucasnym schopostem, tak nebyli“.

              S tím DTP to není hypotéza. Kdyby měli chuchalec jenom velkých jader namísto hybridu tak by logicky žal ještě více. Uvědomte si kolik komplikací si přivodili když tohle je hybridní architektura. Těmi malými jádry snížili příkon procesoru a snížili jeho provozní teplotu a tím zlepšili životnost a i vyrobitelnost. K čemu by byl procesor který by za chvíli odešel kvůli teplotnímu namáhání?

              Osobně se domnívám, že kdyby Intelu udělali procesor jenom z velkých jader a nechal si to vyrobit u TSMC tak by mělo AMD veliký problém. Bohužel ale i bohudík se tak nestalo.

  2. Takže pro uživatele Windows, kteří mají Windows hlavně z důvodu používání x86 nebo x64 aplikací, uděláme opět tenhle bazmek, kterej sice bude drahej, ale aplikace kvůli kterým si kupujete windows se budou emulovat.

    • ->>> Aplikace nejsou, protože není OS ->> OS není, protože není HW ->>> HW není, protože nejsou aplikace – >>>

      Nějak se začít musí a než začnou vývojáři aplikací přirozeně kompilovat pro ARM, tak to vezme nějakou dobu. Ale kdy začít, než teď ? Jabčáci tlačí co to dá.

      • „->>> Aplikace nejsou, protože není OS ->> OS není, protože není HW ->>> HW není, protože nejsou aplikace – >>>“
        .. spravne napsano. Problem vystoupeni z toho uzavreneho kruhu je ale ten, ze notebookovy trh ‚x86‘ je saturovany. Tudiz najit tam nejaky prostor, kde by ARM nasazeni davalo smysl a tudiz by se toho vyrobci HW chytli, je tezke. Jedine na co to muzou vlastne hrat je „24/7“ konektivita, delsi vydrz baterky…ale kdo se jim k vuli toho vzda vyhod ‚x86‘, kdyz vydrz na baterku je pro nejaky office/web dneska 8-14h, coz vetsine potencialnich kupcu staci..
        🙂