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Die technischen Daten zum Qualcomm Snapdragon 865

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qualcomm-snapdragon-865Bereits auf dem MWC 2020 wird man erste Produkte mit Qualcomms neuem Snapdragon 865 sehen können - wir haben die technischen Besonderheiten des SoC zusammengetragen, der mit einer deutlich höheren Rechenleistung und größeren Bandbreiten viele Innovationen im Bereich Kamera, Video, AI und Gaming ermöglicht. 

Als hätte Qualcomm 2017 hellsehen können - oder zumindest gute Marktforschung betrieben - hat das Design des Snapdragon 865, welches nämlich bereits vor knapp zwei Jahren festgezurrt wurde, diverse Trends heutiger Smartphones vorausgesehen: Kameras werden immer hochauflösender, 4K ist mittlerweile Standard und auch AI-Funktionen, smarte Apps und Steuerungen sind im Trend. Für ein Smartphone im Jahr 2020 ist es also unerlässlich, neben dem 5G-Standard auch Features in diesem Bereich zu erfüllen oder sogar zu übertreffen. Christopher Patrick von Qualcomm erläuterte deshalb auf dem Tech Summit in dem Tech-Deep-Dive zum Snapdragon 865, dass insgesamt 10.000 Entwickler seit 2016 an dem SoC arbeiten. 

Die Snapdragon-865-Plattform besteht dabei aus mehreren Elementen:

  • zum einen dem nun externen X55-Modem, welches einen RF Tranciever und den Qualcomm QTM525 für 25-mm-Wave beinhaltet und mittlerweile Qualcomms zweites 5G-Modem ist
  • dem Qualcomm FastConnect 6800 Chip, der in 14 nm produziert wird und die WiFi- und Bluetooth-Verbindung herstellt - unter anderem mit Wi-Fi 6 im 2,4 und 5 GHz Band, Bluetooth 5.1 mit TrueWireless Stereo+, Mu-MIMO auch im Upload
  • und dann natürlich dem eigentlichen SoC, der wiederum aus Qualcomm's Spectra 480 CV-ISP, der Adreno 650 GPU, dem Kryo 585 CPU, dem Hexagon 698 AI Prozessor, einem Sensing Hub und einer optionalen Low Power Camera besteht. 

Der Snapdragon 865 wird dabei in TSMCs 7-nm-Fertigungssprozess (N75) hergestellt, Qualcomms kleinerer Snapdragon 765/765G in 7 nm bei Samsung. Neben dem fortschrittlichen Fertigungsprozess hat Qualcomm die einzelnen Rechenwerke des Chips aber auch an anderer Stelle massiv aufgebohrt, um neue Features realisieren zu können. Genereller Trend ist dabei: Mehr Leistung, aber auch meistens eine deutliche Senkung des Stromverbrauchs. 

Auf einen SoC mit integrierten Modem hat sich Qualcomm aber im Vergleich zu den Vorgängern nicht eingelassen. Man begründete das in einem Roundtable mit der Tatsache, dass man keine Leistungseinschränkungen in Kauf nehmen möchte und mit der aktuellen Fertigung in Hinsicht von Yield und Chipgröße keine Fertigung als integrierte Lösung möglich wäre. Bei zukünftigen Designs könnte es aber wieder integrierte Varianten geben. 

Spectra 480 CV-ISP für 8K-Videoaufnahme

Qualcomms Spectra 480 CV-ISP kann nun insgesamt 2 Gigapixel pro Sekunde verarbeiten - oder umgekehrt 64 Megapixel in 30fps aufnehmen. Mit geeigneter Kamera ist es somit möglich, 8K-Videos mit 33 Megapixel bei 30fps zu unterstützen - was Qualcomm auch in diversen Demos zeigte. Allerdings sind auch andere Einsatzmöglichkeiten denkbar, beispielsweise 4K bei 120 fps für 120 Hz Displays oder eine 4-fache Slow-Motion bei 4K - oder beispielsweise ein 720p-Video in 960fps-Slow-Motion. 

Auch an der Bildqualität hat man beim Spectra 480 CV-ISP gearbeitet, HDR in 4K oder HDR10/HDR10+ unterstützten schon die Vorgänger, jetzt wird auch Dolby Vision für die Videoaufzeichnung offiziell unterstützt. Quad CFA Image-Sensors können die Handyhersteller ebenso einsetzen, was besonders bei Kameras mit vielen Megapixeln gerade im Trend liegt. So sind vom SoC bis zu 200-Megapixel-Kameras unterstützt. Und kleine Details wie 64 Megapixel Snapshots bei gleichzeitiger Videoaufnahme in 4K werden nächste Smartphones mit dem Snapdragon 865 ebenso unterstützen. 

Qualcomm hat den Spectra-Teil des SoCs aber noch mit anderen Funktionen aufgeblasen, beispielsweise wird das Dateiformat HEIF nun auch mit einem Depth Map, Alpha Mask und vielen anderen Informationen versehen, sodass beispielsweise unterschiedliche Bokeh-Effekte in einem Bild nicht mehr in separaten Dateien abgespeichert werden müssen. Dies und die sowieso schon 50% geringere Dateigröße des HEIF-Formates sparen Speicherplatz auf dem Smartphone und erlauben neue Anwendungen. Die 5th-Generation-AI-Engine des Spectra 480 CV-ISP unterstützt zudem Segmentation (z.B. für Hintergrundveränderungen), Semantic Segmentation (für Bildverbesserungen) und kleine andere Rafinessen, beispielsweise einen AI-basierten Smart Optical Zoom, der mehrere Kameras zusammen "smooth" verbindet und keine Sprünge beim Übergang der Kameras im Display zeigt.

Adreno 650: Mobile Gaming auf einer neuen Stufe

Natürlich muss ein Grafikkern auch immer schneller werden: Der Adreno 650 soll 25 % schneller rendern, aber gleichzeitig 35 % weniger Stromverbrauch mitbringen. Qualcomm gibt an, dass er auf 90fps optimiert sei, Spiele also immer flüssig laufen sollten. Zudem unterstützt er Local Tone Mapping auf Seiten des Displays.

Zur Demonstration der Gaming-Fähigkeiten hatte Qualcomm den Profi-Gamer Myst auf die Bühne geholt - weil eben der Adreno auch Desktop-ähnliche Gaming-Features mitbringen wird. Beispielsweise unterstützt Qualcomm jetzt auch unter Android das Updaten der Treiber, wie man es vom Desktop kennt - zum einen um neue Spiele zu unterstützen, aber auch Optimierungen liefern zu können. Das soll dem Gamer die Möglichkeiten geben, sein Smartphone aktuell zu halten, auch wenn nicht gleich eine neue Android-Variante bereit steht. Weiterhin kann an der Optik zukünftiger Games gefeilt werden: Vom Desktop bekannte Funktionen wie Motion Blur, Multiple Dynamic Lights and Shadows und viele mehr werden in kommenden Spielen unterstützt.

Qualcomm bietet zudem mit einer Game Color Plus Funktion die Möglichkeit, auch nicht-optimierte Games gut aussehen zu lassen: Dazu greift man auf die integrierte Adaptive Game Performance Engine zurück, die Funktionen wie Fast Blend oder 10bit HDR Gaming realisiert. Zudem werden auch 120fps-Gaming Modes und 144 Hz Displays unterstützt. Mit einem "Game Smoother" will man ausserdem Ruckler verhindern, in dem man die fps-Rate konstant auf einem hohen Niveau hält.

Kryo 585: leicht aufgebohrter A77

Am wenigsten scheint Qualcomm am ARM A77-Design geändert zu haben, das für die CPU zugrunde liegt. Der A77 sorgt an sich schon für einen 25%-igen Performanceschub und 25 % weniger Stromverbrauch. Der 8-Core-CPU setzt auf einen Prime Core, drei Performance-Cores und vier A55-Kerne, Qualcomm bohrt aber den Cache des Prozessors auf 4 MB L3-Cache auf. In einem Roundtable wurde zudem bestätigt, dass dies die einzige wesentliche Veränderung zum ARM-Design sei. 

Hexagon 698 Processor: AI mit hoher Performance

Stark verbessert hat Qualcomm die Hexagon-Einheit des SoC, die für die AI-Funktionen zuständig ist. Ziad Ashgar, der VP Product Marketing & AI bei Qualcomm, gab in der Keynote an, dass die Geschwindigkeit zum Vorgänger verdoppelt wurde. Insgesamt erreicht der Chip bei einer um 35 % geringeren Leistungsaufnahme 15 TOPS, der Chip unterstützt LPDDR5 mit 2.750 MHz, aber Hersteller könnten auch zum preiswerteren LPDDR4 greifen, wenn gewünscht. Qualcomm spendiert der AI-Sektion 3 MB System Cache zusätzlich. 

Man zeigte die Fähigkeiten in mehreren Demos, die schon beeindruckend waren: Ein Live-Diktat in Englisch wurde nicht nur gleich erkannt, sondern konnte beispielsweise auch gleichzeitig in chinesische Sprache übersetzt werden - und dann sogar als Sprache ausgegeben werden. Der StarTrek Communicator kommt also näher - und das alles ohne Cloud im Hintergrund, sondern bei voller Berechnung über das Smartphone über Deep Learning Algorithmen. Qualcomm unterstützt dabei das Neural Processing SDK in der 5. Generation oder die Android Neural Networks API, man lässt aber jetzt auch User Defined Operators zu (zusätzlich zu den ca. 160 von Qualcomm). Tensor Flow Lite kann direkt auf Hexagon NN Direct laufen ohne eine Runtime - und auch andere Solution Provider möchte man erlauben. 

Die Funktionen werden dabei durch die Effizienz des SoC auch dauerhaft ermöglicht - beispielsweise könnte man realisieren, dass jede Musik erkannt wird und Titel und Interpret somit direkt über AI erkannt werden. Auch Filter, z.B. für Snapchat, können mit der Engine deutlich schneller über Live-Videos gelegt werden - ein Mitarbeiter von Snap gab auf der Bühne an, dass eine vierfache Performance erreicht worden sei. 

Die Veränderungen am Qualcomm Sensing Hub und der Low Power Camera erlauben beispielsweise eine Kamera, die Always On ist (1 mW Leistung) und so z.B. den Lichteinfall ständig berücksichtigen kann. Auch das Thema Security ist beim Snapdragon 865 ein großes Thema, so ist der 865 der erste SoC mit integrierter Dual Sim Dual Standby Solution. Und Funktionen wie Secure Boot, DRM, Storage Security und vieles mehr unterstützt der SoC natürlich ebenso. Eine interessante neue Funktion könnte sein, auch einen Führerschein oder Ausweis digital mit sich zu nehmen - Qualcomm zeigte hierfür eine Demo mit der Android Identical IA Lösung. 

Welche ist die beste CPU?

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