SoC Unggulan Supercharged pada 4nm

MediaTek selama beberapa tahun terakhir secara umum selalu dianggap sebagai vendor SoC “lainnya” di industri seluler, dengan sebagian besar media dan perhatian konsumen tertuju pada produk unggulan SoC seperti Apple, Qualcomm, Samsung, dan HiSilicon. Memang, terakhir kali MediaTek mencoba SoC unggulan sebenarnya adalah beberapa tahun yang lalu dengan Helio X20 dan X30, sebelum melihat sangat sedikit kesuksesan di pasar dan malah memfokuskan kembali pada segmen kelas menengah dan “premium”.

Hari ini, MediaTek ingin mengubah posisi ini. Setelah melihat kesuksesan yang baru ditemukan di pasar, terutama melihat tahun 2020 dan 2021 yang fantastis, di mana vendor Taiwan sekarang dapat mengklaim posisi #1 dengan pangsa pasar 40%, serta pangsa pasar SoC 5G yang tumbuh sebesar 28%, perusahaan sekarang juga mengincar pengakuan dan posisi kepemimpinan di pasar SoC andalan – di sinilah Dimensity 9000 yang baru hadir.

Dimensity 9000 adalah upaya terbaru MediaTek dalam menciptakan SoC andalan tanpa kompromi, dengan para desainer mengerahkan segalanya kecuali dapur tenggelam dalam hal spesifikasi, mewakili banyak yang pertama di industri, seperti SoC Armv9 pertama dengan Cortex-X2 , CPU A710 dan A510, GPU Mali-G710 baru, SoC kompatibel LPDDR5X pertama, klaim ISP kamera yang mencengangkan, dan desain silikon TSMC N4 pertama yang diumumkan secara terbuka di industri. Daftar fitur dan kemampuannya sangat luas, dan pengumuman hari ini jelas merupakan upaya terbesar MediaTek dalam beberapa generasi dan tahun.

Dimulai dengan process node, MediaTek mampu mengklaim yang pertama di industri, dengan Dimensity 9000 menjadi chip TSMC N4 pertama di dunia. Selama beberapa tahun terakhir, kami selalu terbiasa bahwa Apple atau HiSilicon menjadi pelanggan pertama di node terdepan terbaru TSMC. Dengan HiSilicon terputus dari TSMC, itu membuat Apple sebagai mitra utama yang jelas untuk node proses generasi baru TSMC – namun, waktunya di sini tidak tepat untuk A15 karena node N4 belum siap. Dengan Qualcomm yang saat ini terikat dengan Samsung Foundry untuk flagships mereka (bisa dibilang tidak terlalu sukses), ini meninggalkan kekosongan di mana HiSilicon dulu berada, yang sekarang ingin diisi oleh MediaTek. Faktanya, saya pikir ini akan menjadi pertama kalinya perusahaan di mana mereka benar-benar berada di node terdepan sejak 20nm hari.

Node N4 TSMC seharusnya menjadi penyusutan optik yang lebih kecil di atas node N5, menghasilkan kepadatan 6% lebih banyak, dengan peningkatan kinerja dan efisiensi satu digit yang serupa. TSMC telah mengumumkan produksi risiko untuk N4 yang akan dimulai pada 3Q21, dan dengan Dimensity 9000 direncanakan untuk memasuki perangkat komersial pada 1Q22, chip tersebut kemungkinan besar merupakan produk utama untuk node proses.

Ada banyak hal yang perlu dibicarakan tentang Dimensity 9000, jadi cukup jelas karena MediaTek mengiklankannya sebagai SoC Armv9 pertama, mari kita mulai dengan konfigurasi CPU dan berbagai IP yang digunakan di sini.

Penyiapan CPU Tanpa Kompromi

Menjadi SoC Armv9, ini berarti bahwa perusahaan memperbarui semua IP CPU, menggunakan IP Cortex-X2, Cortex-A710, dan Cortex-A510 baru dari Arm. Kami telah membahas CPU generasi baru secara ekstensif awal tahun ini, jadi pastikan untuk membaca artikel tersebut.

Dimensity 9000 dilengkapi dengan pengaturan CPU 1+3+4 yang telah terlihat populer di pasar sejak Qualcomm mengadopsi pengaturan tersebut untuk pertama kalinya di Snapdragon 855. Untuk core performa, MediaTek menggunakan core Cortex-X2 baru, melengkapi mereka dengan cache L2 1MB penuh, dan mencatat waktu hingga 3,05GHz. Frekuensi jam lebih tinggi daripada yang kami lihat dari desain hari ini pada inti X1 seperti Snapdragon 888 atau Exynos 2100 masing-masing pada 2,86 dan 2,9GHz, tetapi SoC yang bersaing itu juga berada pada simpul proses Samsung 5LPE yang lebih rendah. Kami belum tahu persis di mana chip Snapdragon dan Exynos generasi berikutnya akan berakhir dalam hal jam, tetapi saya pikir tidak mungkin mereka akan melebihi tanda 3GHz, meninggalkan Dimensity 9000 baru dengan kemungkinan keunggulan frekuensi, dan dengan demikian juga kemungkinan posisi kepemimpinan kinerja single-threaded di antara vendor SoC Android.

MediaTek mengutip lompatan kinerja +35% dari chip Android Flagship generasi sekarang, yang kami asumsikan akan menjadi Snapdragon 888, tetapi juga menyatakan bahwa kinerjanya +37% lebih baik. Ini berarti bahwa tingkat daya absolut puncak untuk inti X2 MediaTek 9000 akan serupa dengan apa yang kita lihat dari inti X1 di Snapdragon 888 saat ini, yang umumnya merupakan posisi yang baik, dan angka umumnya sejalan dengan apa yang kami harapkan dari IPC dan proses perbedaan node antara desain.

MediaTek memang mencatat bahwa lompatan kinerja dalam lebih banyak beban kerja yang terikat memori menjadi jauh lebih tinggi daripada lebih banyak beban kerja inti-lokal, misalnya SPECint2006 melihat peningkatan +35%, sementara GeekBench 5 hanya akan melihat peningkatan +10,5% dibandingkan kompetitor. Ini umumnya juga sejalan dengan pemahaman kami tentang Cortex-X2, menunjukkan peningkatan IPC yang rendah dalam hal apa pun yang tidak memanfaatkan peningkatan cache cluster CPU.

Inti tengah Dimensity 9000 adalah 3x inti Cortex-A710, dilengkapi dengan 512KB L2’s, dan memiliki clock hingga 2,85GHz. Dalam hal ini, pendekatan MediaTek di sini lebih mirip dengan Exynos 2100 karena menggunakan mid-core frekuensi yang cukup tinggi, berbeda dengan titik desain 2.4GHz yang lebih rendah yang digunakan Qualcomm.

Di samping inti tengah, kami juga melihat inti kecil Cortex-A510 yang baru, dan di sini MediaTek melakukan hal-hal yang sangat berbeda dibandingkan dengan yang kami harapkan dari iterasi pertama IP. Alih-alih menggunakan pendekatan “merged-core” baru Arm, di mana kompleks Cortex-A510 dapat terdiri dari dua inti yang berbagi pipa SIMD/FP serta L2 bersama, MediaTek benar-benar mengabaikan aspek desain IP ini dan malah menggunakan pendekatan tradisional. rute hanya menggunakan satu inti per kompleks, dengan masing-masing inti sehingga memiliki pipa SIMD/FP sendiri dan cache L2 pribadi. Cache di sini terletak pada 256KB, yang juga cukup besar, dan kurang dari maksimum 512KB. Akibatnya, apa yang telah dilakukan MediaTek di sini adalah mengonfigurasi inti A510 dengan pengaturan kinerja yang mendekati maksimum. Meskipun kami masih memiliki keraguan tentang inti, senang melihat MediaTek tidak mengabaikan desain baru.

Karena inti tengah yang terkonfigurasi dengan kuat, serta inti kecil yang dilengkapi dengan baik, kinerja multi-inti Dimensity 9000 diiklankan juga melebihi persaingan Android saat ini, dan sejalan dengan pencapaian Apple pada A15.

Di tingkat cluster, MediaTek juga melengkapi DSU dengan L3 8MB – kemungkinan ini juga DSU-110 generasi baru.

Di sisi CPU, Dimensity 9000 pada dasarnya dikonfigurasi dengan cara yang paling optimal – MediaTek bekerja habis-habisan dalam hal frekuensi dan cache, dan umumnya sulit membayangkan konfigurasi yang lebih berperforma baik daripada konfigurasi chip saat ini, di setidaknya dalam konteks IP CPU Arm Cortex.

LPDDR5X Pertama, Cache Sistem Besar

Dunia pertama lainnya untuk Dimensity 9000 adalah fakta bahwa ini adalah chip pertama yang diumumkan kompatibel dengan LPDDR5X. Standar tersebut baru diterbitkan oleh JEDEC pada bulan Juli tahun ini, jadi fakta bahwa chip tersebut sudah mendukungnya berarti MediaTek sedang mengerjakan draf dan harus sepenuhnya kompatibel dengan standar baru. Sementara standar penuh diiklankan untuk mendukung hingga 8533Mbps, chip di sini membatasi dirinya hingga 7500Mbps, jadi itu berarti bandwidth +17% dibandingkan dengan solusi LPDDR5-6400 generasi saat ini. Tetap saja, saya tidak mengharapkan SoC LP5X sampai akhir tahun depan, jadi ini benar-benar kejutan. Secara alami, pengontrol memori masih mendukung penuh LPDDR5 hingga 6400Mbps jika vendor memilih untuk menggunakan modul memori yang berbeda.

Dimensity 9000 adalah SoC pertama MediaTek yang juga menggunakan cache sistem sebesar 6MB. Selama pengarahan, MediaTek mencatat bahwa cache yang lebih besar dan desain SoC dengan cache sistem jelas merupakan jalan ke depan dan merupakan tujuan semua orang di masa mendatang. Cache tingkat sistem, atau kami suka menyebutnya disingkat, SLC, mampu memperkuat kinerja blok SoC selain hanya CPU, serta mengurangi lalu lintas memori ke DRAM, juga memiliki manfaat positif untuk efisiensi daya.

GPU: Mali G710MP10

Di sisi GPU, MediaTek Dimensity 9000 juga merupakan SoC pertama yang melihat penerapan GPU Mali-G710 baru. Awal tahun ini ketika kami berbicara tentang IP, kami telah menyebutkan bahwa MediaTek adalah satu-satunya vendor yang diharapkan untuk merilis SoC dengan implementasi GPU Mali yang lebih besar, mengingat masalah HiSilicon dan adopsi GPU AMD RDNA oleh Samsung.

Konfigurasi pada Dimensity 9000 adalah 10-core. Kita harus ingat di sini bahwa dalam hal kinerja per-core, satu inti G710 baru kira-kira setara dengan dua inti G78, jadi dalam hal ukuran dan kinerja, GPU chip baru kira-kira sebanding dengan GPU Google Tensor G78MP20, ditambah mungkin yang diharapkan. Peningkatan kinerja 20% karena peningkatan IP generasi. MediaTek mencatat frekuensi puncak berada di sekitar 850MHz (jam yang tepat untuk dikonfirmasi).

Dalam hal angka kinerja, materi perusahaan mengiklankan +35% vs flagships Android saat ini, sementara efisiensi +60% lebih baik. Semua flagships tahun ini agak mengecewakan dalam efisiensi game, dan kami melihat angka daya absolut mencapai +7,5-9W pada chip Exynos, Tensor, dan Snapdragon terkemuka. MediaTek mencatat bahwa keunggulan efisiensi mereka secara signifikan lebih besar daripada lompatan kinerja mereka juga menunjukkan bahwa mereka menggunakan tingkat daya puncak yang lebih rendah daripada yang kita lihat hari ini, yang tentunya merupakan perubahan yang disambut baik.

Perusahaan mencatat kemampuan Ray Tracing, tetapi ini hanyalah implementasi API perangkat lunak daripada perangkat keras, karena G710 belum mendukung ini.

MediaTek memiliki slide yang menampilkan kinerja jangka panjang versus iPhone 13 dengan A15, dengan Dimensity 9000 mampu sedikit melebihi kinerja iPhone. Kami melihat bahwa iPhone baru melambat menjadi sekitar 3-3,5W, dan dalam kondisi seluler, kinerja ponsel dilaporkan lebih buruk karena panas yang buruk. MediaTek mencatat perbandingan dibuat di bawah anggaran termal yang serupa, jadi semoga perbandingannya valid di sini. Perlu dicatat, seperti yang kami tulis dalam ulasan A15 kami, membandingkan game dunia nyata seperti Dampak Genshin untuk analisis GPU tidak bagus karena game selalu berjalan pada resolusi internal atau tingkat detail yang berbeda, terutama antara Android dan iOS.

Meskipun demikian, klaim efisiensi MediaTek untuk GPU memposisikannya dengan sangat baik, dan kemungkinan akan memungkinkannya bersaing secara efektif dengan chip Snapdragon dan Exynos yang akan datang yang masih diproyeksikan tiba pada node proses yang kurang efisien.

Klaim Kepemimpinan Berdaya Rendah

Klaim menarik dari MediaTek adalah bahwa mereka mencapai kepemimpinan daya rendah, berkat node TSMC N4 yang baru serta manajemen daya cerdas yang dirancang dengan SoC serta platform.

Angka di atas adalah perbandingan daya total platform, tidak termasuk catu daya ke panel layar. Ini berarti kita melihat perbandingan daya dari sistem SoC, DRAM, PMIC, RF seluler, dan Wi-Fi – pada dasarnya komponen “platform” yang umumnya responsif oleh vendor SoC dan yang mereka bundel dengan penawaran mereka.

Angka penting di sini adalah jumlah pemutaran dan perekaman media, di mana Dimensity 9000 dikatakan memiliki konsumsi daya yang jauh lebih rendah daripada kompetitor. Kekuatan game juga dikatakan lebih rendah, tetapi ini diharapkan mengingat efisiensi GPU dan klaim daya yang lebih rendah.

Satu titik data yang menurut saya paling menarik adalah daya rumah yang tidak digunakan. Salah satu hal tersulit untuk dicapai dalam desain silikon adalah tidak melakukan apa pun dengan cara yang efisien, ini sebenarnya mewakili persentase konsumsi energi yang besar dan memengaruhi daya dasar perangkat, dan dengan demikian masa pakai baterai Anda sehari-hari. Mendapatkan -20% dari kompetisi di sini cukup terhormat.