نگاهی به هسته نیمه اختصاصی Kryo 280 اسنپدراگون ۸۳۵ مبتنی بر معماری ARM Cortex


کوالکام برخلاف اسنپدراگون ۸۲۰ در نسل جدید تراشه پرچمدارش از هسته‌های نیمه اختصاصی Kryo 280، مبتنی بر معماری Cortex طراحی شده توسط ARM استفاده کرده است.

یکی از موارد جالب در مورد تراشه‌ی اسنپدراگون ۸۳۵ کوالکام، استفاده از هسته‌های نیمه اختصاصی کریو ۲۸۰  در این تراشه‌ی پردازشی پرچمدار است.کوالکام برخلاف تراشه‌ی اسنپدراگون ۸۲۰ که سال گذشته مبتنی بر هسته‌های پردازشی اختصاصی کریو راهی بازار کرد، امسال سیاست متفاوتی را در پیش گرفته است. این کمپانی سال ۲۰۱۵ نیز روش متفاوتی را در تولید تراشه‌ی خود در پیش گرفت، بطوریکه کوالکام در اسنپدراگون ۸۱۰ بصورت کامل از هسته‌های ARM استفاده کرده و اسنپدراگون ۸۱۰ را با استفاده از Cortex-A72 و Cortex-A53 راهی بازار کرد. کریو ۲۸۰ را باید اولین هسته‌ی پردازشی نیمه اختصاصی مبتنی بر معماری Cortex کمپانی ARM خواند که در قالب یک محصول تجاری راهی بازار خواهد شد.

ARM روش جدید گواهی معماری خود را تحت عنوان گواهی معماری هسته‌های Cortex در ماه می ۲۰۱۶  رونمایی کرد. استفاده از این گواهی امکاناتی را در اختیار مشتریان ARM قرار می‌دهد. برای مثال کمپانی‌هایی نظیر کوالکام می‌توانند امکانات متنوعی را از بین گزینه‌های پیشنهادی توسط ARM بسته به نیاز خود و قابلیت‌های در نظر گرفته شده برای هسته‌ی پردازشی انتخاب کنند. به بیان ساده‌تر، کوالکام به جای اینکه از اولین قدم اقدام به طراحی معماری هسته‌ی خود کند، معماری Cortex را براساس نیازهای خود بهینه‌سازی کرده است.

گواهی استفاده از معماری Cortex این امکان را در اختیار تولیدکنندگان قرار می‌دهد تا هر یک از معماری‌ هسته‌های پردازشی Cortex-A، Cortex-M و Cortex-R را در کنار تنظیماتی نظیر عملکرد، بهینگی مصرف انرژی و سایر مشخصات فنی تنظیم و انتخاب کنند. در واقع کمپانی ARM منویی را پیش روی مشتریان خود قرار داده که می‌توانند موارد دلخواه خود را از میان امکانات انواع هسته‌‌های پردازشی Cortex انتخاب کرده و مورد استفاده قرار دهند. با وجود استفاده از معماری Cortex، کمپانی ARM این امکان را برای تولیدکنندگان فراهم آورده تا از برند خود برای هسته‌ها استفاده کنند، بطوریکه کوالکام خود از برند کریو برای هسته‌های پردازشی اسنپدراگون ۸۳۵ که مبتنی بر Cortex-A هستند، استفاده کرده است.

کریو 280 اسنپدراگون 835

همانطور که در تصویر بالا نیز مشاهده می‌کنید، ARM دو نوع گواهی را به مشتریان خود ارائه می‌کند که شامل گواهی استفاده از معماری Cortex و گواهی استفاده از معماری کلی ARM است. برای مثال هسته‌های پردازشی Krait و Kryo مورد استفاده در نسل‌های پیشین تراشه‌های پردازشی اسنپدراگون کوالکام بصورت کاملا اختصاصی توسط کوالکام طراحی شده بودند. با استفاده از گواهی استفاده از معماری ARM تولید‌کنندگان می‌توانند با آزادی کامل به طراحی هسته‌ی پردازشی خود بپردازند و حتی از معماری هسته‌ی Cortex نیز استفاده نکنند. تنها شرط پایبندی به گواهی ARM پشتیبانی ۱۰۰ درصدی از مجموعه‌ی دستورات ARM است که برای مثال می‌توان به معماری ARMv8 و ARMv7 اشاره کرد.

ساختار کریو ۲۸۰ چگونه است؟

کوالکام هنوز اطلاعاتی را در خصوص اینکه کدام هسته‌ی Cortex-A را به عنوان مرجع برای طراحی کریو ۲۸۰ استفاده کرده در کنار جزئیات تغییرات اعمال شده، ارائه نداده است. شواهد موجود نشان از این دارد که کوالکام هسته‌ی کریو ۲۸۰ را براساس هسته‌ی جدید پردازشی ARM که Cortex-A73 نام دارد، توسعه داده است. تراشه‌ی اسنپدراگون ۸۳۵ و هسته‌ی کریو ۲۸۰ مورد استفاده در آن قادرند در مقایسه با نسل پیش عملکرد بسیار بهتری را در بیشینه حالت پردازشی خود نمایش دهند که از این‌رو احتمالات در رابطه با توسعه‌ی کریو ۲۸۰ مبتنی بر Cortex-A73 تقویت می‌شود.

اسنپدراگون 835

همانطور که اشاره کردیم، استفاده از گواهی Cortex این امکان را در اختیار مشتریانی نظیر کوالکام قرار می‌دهد تا هسته‌ی پردازشی را در راستای اهداف و خواسته‌های خود تغییر دهند. برای مثال افزایش ظرفیت پنجره‌ی اجرای دستورات هرچند می‌تواند نهایتا منجر به افزایش عملکرد تراشه شود، اما به قیمت افزایش سایز کلی تراشه در کنار افزایش انرژی مصرفی تمام خواهد شد. البته تا زمانی که کوالکام به تغییرات اعمال شده در هسته‌های کریو ۲۸۰ اشاره نکند، نمی‌توان به صورت قطعی در خصوص این هسته اظهار نظر کرد.

نکته‌ی جالب دیگر در مورد اسنپدراگون ۸۳۵ بکارگیری کریو ۲۸۰ به عنوان هشت هسته‌ی پردازشی این تراشه است. اغلب تراشه‌های پردازشی موجود در بازار که از معماری big.LITTLE در چینش هسته‌ها استفاده می‌کنند، معمولا چهار هسته‌ی ضعیف Cortex-A53 را در کنار چهار هسته‌ی قدرتمند Cortex-A72 یا Cortex-A73 بکار می‌گیرند، حال آنکه در مورد اسنپدراگون ۸۳۵ قضیه متفاوت است. اسنپدراگون ۸۳۵ از وجود هشت هسته‌ی پردازشی کریو ۲۸۰ بهره می‌برد که چهار هسته با فرکانس ۱.۸ گیگاهرتزی برای انجام پردازش‌های کم بار و چهار هسته با فرکانس ۲.۴۵ گیگاهرتز برای انجام وظایف سنگین در نظر گرفته شده‌اند.

با توجه به بکارگیری هشت هسته‌ی پردازشی کریو ۲۸۰ در دو دسته‌ی چهارتایی، به نظر می‌رسد کوالکام تغییرات متفاوتی را روی این دو گروه هسته اعمال کرده که از این‌رو مصرف انرژی و عملکرد آن‌ها متفاوت است. احتمالا کوالکام به دلیل فرکانس پایین پردازشی این هسته‌ها تغییرات را اعمال کرده که سایز فیزیکی و قابلیت عملیاتی این هسته‌ها را کاهش داده است. در پیش گرفتن این سیاست برای استفاده از هسته‌های مشابه در کل مجموعه مزایایی دارد که بزرگ‌ترین آن عدم نیاز به استفاده از هسته‌های پردازشی ضعیف با قابلیت‌های محدود است. همین موضوع باعث شده تا کوالکام بتواند به هدف خود که استفاده از هسته‌های پردازشی با فرکانس پایین در بیش از ۸۵ درصد زمان فعال پردازنده است، دست یابد.

استفاده از گواهی Cortex توسط کوالکام برای کمپانی ARM‌ نیز مزایای مثبتی دارد، چراکه در پیش گرفتن این سیاست توسط کوالکام به معنای قدرت بالا و کاربردی بودن هسته‌های Cortex-A این کمپانی است که توانسته نظر بزرگ‌ترین تولیدکننده تراشه‌‌ی گوشی‌های هوشمند را به خود جلب کند.



منبع :زومیت