Ray tracing e più AI: il nuovo processore di Qualcomm per smartphone di fascia alta

Allo Snapdragon Tech Summit 2022, Qualcomm ha presentato il suo processore mobile più veloce fino ad oggi, lo Snapdragon 8 Gen 2. Rispetto al suo predecessore, il nuovo system-on-chip (SoC) offre essenzialmente prestazioni AI significativamente più elevate, a vantaggio di una varietà di funzioni. D’altra parte, gli sviluppatori di giochi possono utilizzare il ray tracing in tempo reale con accelerazione hardware e aggiungere una grafica più realistica ai loro titoli. Dovrebbe essere possibile verificare quanto sia davvero convincente questo effetto alla fine e quante prestazioni richieda quest’anno: Qualcomm prevede che i primi smartphone con il nuovo processore saranno disponibili entro la fine del 2022.

Prima volta con INT4

I numerosi cambiamenti rispetto al predecessore Snapdragon 8 Gen 1 mostrano che l’intelligenza artificiale è stata al centro dello sviluppo di Snapdragon 8 Gen 2. Qualcomm ha rivisto il processore hexa principalmente responsabile di quest’area in diversi punti. L’unità tensore è ora due volte più grande e, per la prima volta, un chip Snapdragon supporta l’inferenza micro-tessere. Quest’ultimo migliora la capacità di fare previsioni basate su dati esistenti. Tali previsioni dovrebbero anche beneficiare di un’altra innovazione. Perché il processore esadecimale ora supporta anche l’aritmetica INT4 oltre a INT8, INT16 e FP16.

Nel complesso, le prestazioni dell’IA dovrebbero essere circa quattro volte superiori – Qualcomm parla specificamente di un fattore di 4,35 – come prima. D’altra parte, c’è anche un aumento dell’efficienza. Le prestazioni per watt sono migliorate del 60 percento in alcuni account.

Oltre al processore esagonale, Snapdragon 8 Gen 2 contiene anche altri processori AI. Per la prima volta, Qualcomm utilizza due di questi assistenti nel suo cosiddetto Sensing Hub, prima ce n’era solo uno. Sensing Hub è responsabile del controllo di molti diversi sensori e attività in background. Ad esempio, gli smartphone con il nuovo chip Snapdragon dovrebbero essere in grado di riconoscere i codici QR della fotocamera anche quando lo schermo è spento. D’altra parte, se la fotocamera frontale rileva che qualcun altro sta guardando lo schermo accanto a te, il sistema può impedire le notifiche push, se lo desideri: questo fornisce maggiore privacy. Ma si parla anche di miglioramenti in termini di assistenti linguistici. In futuro, il sistema riconoscerà più accuratamente parole di attivazione come “Ehi, Google”.

Le applicazioni che si traducono in tempo reale possono trarre vantaggio dalle funzionalità AI avanzate. Tra le altre cose, il SoC dovrebbe consentire l’output in tempo reale della lingua parlata in molte altre lingue.

Più IA per foto più belle

Ma anche uno degli usi più importanti per molti utenti di smartphone dovrebbe beneficiare dell’innovazione dell’intelligenza artificiale: scattare foto. In questo contesto, Qualcomm parla della piattaforma Snapdragon Sight, che include, tra gli altri, il processore di immagini Spectra ISP e il processore Hexagon. Ciò consente di ottimizzare l’immagine in tempo reale – con la divisione simultanea della registrazione in diverse regioni (segmentazione semantica multipla). Tra le altre cose, l’intelligenza artificiale riconosce singole parti di un volto o separa diversi oggetti l’uno dall’altro nelle foto di paesaggi. In questo modo gli oggetti possono essere modificati separatamente, invece di apportare modifiche all’intera immagine. Un altro effetto collaterale delle maggiori prestazioni dell’IA sono i miglioramenti negli scatti in condizioni di scarsa illuminazione e nella creazione di sfocature artificiali (bokeh).

Inoltre, Qualcomm ha ottimizzato l’ISP Spectra per i nuovi sensori di immagine. Nello specifico, l’azienda chiama il Samsung Isocell HP3 da 200 MP, introdotto nel giugno 2022, che, tra le altre cose, può mettere a fuoco più velocemente e abilitare il pixel binning multilivello (pixel pooling). Il sensore combina quattro pixel in una singola immagine da 50 MP e 16 pixel per un’immagine da 12,5 MP. Pixel binning serve principalmente a garantire una qualità di registrazione superiore in condizioni di scarsa illuminazione.

Un’altra innovazione: per la prima volta, un chip Snapdragon supporta il codec AV1 per la riproduzione di video 8K a 60 fotogrammi al secondo. Le registrazioni, invece, sono possibili in 8K a 30fps. Se riduci la risoluzione a 4K, il frame rate massimo aumenta a 120. In modalità rallentatore, il chip registra fino a 960 fps, ma solo a 1280 x 720 pixel. Inoltre, Snapdragon 8 Gen 2 fornisce i requisiti tecnici per la registrazione di video HDR. Con HLG, HDR10, HDR10+ e Dolby Vision, supporta tutte le varianti importanti. Se lo desideri, puoi salvare le registrazioni come video HEVC a 10 bit, immagini HEIC a 10 bit.

Maggiore velocità per reti 5G e WiFi

Se vuoi non solo elaborare i dati localmente su uno smartphone, ma anche condividerli con altri, lo Snapdragon 8 Gen 2 raggiunge velocità più elevate rispetto ai suoi predecessori, secondo Qualcomm, con la piattaforma Snapdragon Connect annunciata all’IFA 2022. I componenti della piattaforma sono Modem 5G Snapdragon X70 e modulo di connettività FastConnect 7800.

Nelle reti opportunamente sviluppate, il modem 5G supporta velocità di trasmissione fino a 10 Gb/s in downlink e 3,5 Gb/s in uplink e, grazie al processore AI integrato, dovrebbe consentire una latenza inferiore e connessioni più stabili. Inoltre, lo Snapdragon X70 consente per la prima volta di eseguire due connessioni 5G in parallelo in modalità Dual SIM.

D’altra parte, FastConnect 7800 accelera principalmente lo scambio di dati in WLAN. Supporta Wi-Fi 7 e si dice che trasmetta fino a 5,8 Gb/s al suo apice. È disponibile anche il doppio bluetooth. Idealmente, Qualcomm vuole raddoppiare la portata del Bluetooth e velocizzare la connessione tra uno smartphone e gli accessori Bluetooth. I codec audio supportati per le connessioni Bluetooth includono aptX Lossless, aptX Adaptive e Bluetooth LE Audio.

Vulkan 1.3 e hardware GPU Raytracing

Ma Qualcomm ha rivisto anche i componenti più classici del processore. Il modulo grafico Adreno ora raggiunge fino al 25% in più di prestazioni e, quando si utilizza l’interfaccia Vulkan, l’aumento dovrebbe arrivare fino al 30%. Per la prima volta, Qualcomm supporta Vulkan 1.3, oltre alle interfacce OpenGL ES 3.2 e OpenCL 2.0 FP. Ma si è lavorato anche sull’efficienza. Idealmente, l’unità grafica richiede il 45% di energia in meno.

Per i giocatori, d’altra parte, il ray tracing dovrebbe essere accelerato dall’hardware in tempo reale, quindi gli sviluppatori possono installare riflessi ed effetti di luce più realistici, tra le altre cose. Tuttavia, l’unità grafica supporta solo il ray tracing in combinazione con Vulkan 1.3. Tuttavia, Qualcomm inizialmente non ha rivelato dettagli tecnici sui dispositivi di ray tracing: questi dettagli dovrebbero seguire nel contesto dello Snapdragon Tech Summit 2022. Ma non è solo Qualcomm che abilita il ray tracing sugli smartphone. Anche il MediaTek Dimensity 9200 introdotto all’inizio di questo novembre lo supporta grazie all’unità grafica integrata Immortalis G715 di ARM.

Una rappresentazione più realistica dovrebbe anche consentire il supporto del framework Metahumans per Unreal Engine 5. Qualcomm non ha annunciato quali sviluppatori utilizzeranno il framework. Questo è diverso con il ray tracing: secondo le informazioni, Tencent e NetEase Games, tra gli altri, vogliono trarne vantaggio. L’unità grafica introduce anche altre novità. La GPU Adreno ora supporta anche Adaptive HDR e, grazie alla compensazione dell’invecchiamento OLED, dovrebbe prevenire gli effetti di burn-in sugli schermi OLED. Questo è un algoritmo che garantisce che i singoli pixel vengano utilizzati in modo uniforme.

Adreno controlla i display integrati nello smartphone con una risoluzione massima di 4K con 60 fotogrammi al secondo o in QHD + con 144 fotogrammi al secondo. Sono disponibili decoder hardware per i video nei formati H.265 e VP9. Con HLG, HDR10, HDR10 + e Dolby Vision, l’unità grafica supporta la riproduzione di tutte le varianti HDR rilevanti.

I core della CPU sono più veloci

Ma c’è anche qualcosa di nuovo nella parte CPU del chip dello smartphone. Qualcomm ha rilevato l’architettura complessiva con tre livelli di prestazioni e un totale di otto core dallo Snapdragon 8 Gen 1, ma ha parzialmente modificato il numero di core per livello.

Rimane con due core core, che si basano su ARM Cortex-X3 invece che su Cortex-X2 come prima. La frequenza di clock massima aumenta da circa 3 a 3,19 GHz. Inoltre, ora ci sono quattro performance core invece di tre come nel suo predecessore. Due sono Cortex-A710 e gli altri due sono Cortex-A715. Il motivo di questa combinazione: i core Cortex-A715 non offrono il supporto nativo a 32 bit, ma Qualcomm non vuole farne a meno in termini di prestazioni. Il limite di clock aumenta da 2,5 a 2,8 GHz.

Le attività di elaborazione meno impegnative sono ora gestite da tre core di efficienza invece di quattro, gli aggiornamenti Cortex-A510. Questo raggiunge 2 invece di 1,8 GHz.

In totale, le prestazioni della CPU dovrebbero essere fino al 35% superiori a quelle dello Snapdragon 8 Gen 1. Qualcomm afferma di aver migliorato l’efficienza fino al 40%.

Se usi il tuo smartphone con le cuffie per riprodurre musica o video, Dynamic Spatial Audio può essere un’interessante innovazione. Questo è il suono surround, ma tiene conto del movimento della testa o delle cuffie. Snapdragon 8 Gen 2 esegue i calcoli corrispondenti in base ai dati di movimento inviati dall’auricolare.

Produzione a 4 nanometri presso TSMC

Qualcomm ha Snapdragon 8 Gen 2 prodotto da TSMC utilizzando la tecnologia 4nm. Samsung è riuscita ancora a ottenere l’ordine dello Snapdragon 8 di prima generazione, ma TSMC era già responsabile della sua versione migliorata Snapdragon 8+ Gen 1. Asus, Honor, Sony e Xiaomi sono tra i primi produttori a lanciare smartphone con Snapdragon 8 Gen 2 .

(pbe)