نگاهی به انتظارات از نسل جدید پردازنده های گوشی های اندرویدی

صنعت نیمه‌هادی یکی از مهم‌ترین کسب‌وکارها در دنیای فناوری به شمار می‌رود و از این رو، رقابتی داغ را در طی سال‌های اخیر میان تولیدکنندگان و بازیگران این عرصه شاهد بودیم.

برای نمونه، شرکت ARM چندی پیش از آخرین پردازنده‌های مرکزی (CPU) و گرافیکی (GPU) خود رونمایی کرد و قرار است در اواخر سال جاری و همچنین 2021، در دل گوشی‌های اندرویدی تعبیه شوند. از طرفی دیگر، شرکت‌های کوالکام، هواوی، سامسونگ و مدیاتک نیز سهم قابل‌توجهی از بازار محصولات نیمه‌هادی را در اختیار دارند و علاقه‌مندان بی‌صبرانه منتظر رونمایی از فناوری‌های جدید این شرکت‌ها هستند. در ادامه قصد داریم تا نگاهی بیندازیم به این صنعت و انتظاراتی که از شرکت‌ها در زمینه تولید انواع محصولات نیمه‌هادی می‌رود.

افزایش توان پردازنده‌های مرکزی

به لطف قدرت بالای هسته‌های کورتکس X-1 شرکت ARM، بزودی شاهد افزایش توان پردازشی در نسل جدید پردازنده‌های مرکزی خواهیم بود. این یعنی، چیپست‌های جدید مجهز به این هسته‌های پردازشی، 30 درصد قدرت بیشتری را به نسبت پردازنده‌های مجهز به هسته‌های کورتکس A-77 که در محصولات سامسونک، کوالکام و مدیاتک بکار رفته‌اند، برای دستگاه‌های به ارمغان خواهند آورد. حتی کورتکس X-1 قادر است تا 23 درصد قوی‌تر از هسته‌های کورتکس A-78 عمل کند.

شرکت ARM در این رابطه می‌گوید که کورتکس A-71 احتمالا در اختیار چند شرکت معدود که در زمینه تولید چیپست فعالیت دارند، قرار خواهد گرفت. اگرچه هنوز نامی‌از این شرکت‌ها برده نشده، اما اگر این اتفاق بیفتد و تنها در اختیار یک شرکت همانند کوالکام قرار گیرد و دیگر شرکت‌ها از آن بی‌بهره باشند، قطعا شاهد رقابتی نابرابر میان فعالان این عرصه خواهیم بود.

انتظارات پردازنده‌های گرافیکی در سال 2021

تراشه گرافیکی Mali-G78 که جدیدترین دستاورد مهندسان شرکت ARM به شمار می‌رود، به عنوان نسخه‌ای ارتقایافته از تراشه Mali-G7 که در چیپست‌های پیشرفته سامسونگ و مدیاتک استفاده می‌شود، معرفی شده است. اگرچه این تراشه، یک پله بالاتر از مدل قبلی قرار می‌گیرد، اما گیمرها نباید انتظار تفاوت محسوسی را در تجربه اجرای بازی‌های موبایلی خود داشته باشند.

اخیرا شرکت سامسونگ از تصمیم خود برای همکاری با AMD در زمینه توسعه پردازنده‌های گرافیکی موبایلی خبر داد. در ماه ژوئیه سال گذشته نیز اعلام کرد که طراحی و عرضه نسل جدید تراشه‌های گرافیکی این شرکت حداقل دو سال زمان خواهد برد. بنابراین، ما در سال 2021 شاهد ورود محصول جدید چشم بادامی‌ها به بازار خواهیم بود.

در حال حاضر، پردازنده‌های گرافیکی از اهمیت بسیار بالایی برخوردارند چراکه اخیرا بسیاری از تولیدکنندگان گوشی‌های هوشمند به تعبیه نمایشگرهایی با نرخ رفرش بالا در محصولات خود روی آورده‌اند و حتی می‌بینیم که گوشی‌های 200 تا 300 دلاری نیز به نمایشگرهایی با نرخ رفرش 90 یا 120 هرتزی مجهز شده‌اند. بنابراین، انتظار می‌رود که شاهد ورود تراشه‌های گرافیکی با توان بالاتری برای استفاده در گوشی‌های میان‌رده و پرچمدار باشیم.

استفاده از طراحی و فناوری ساخت جدید

فرآیند تولید پردازنده‌ها (که بر حسب نانومتر مشخص می‌شود)، یکی از عوامل تاثیر‌گذار در طراحی و همچنین میزان مصرف انرژی تراشه‌ها محسوب می‌شود. درواقع، هرچه میزان نانومتر کمتر باشد، اندازه و مصرف انرژی پردازنده کمتر خواهد بود.

خوشبختانه در طی سال‌های اخیر، شاهد روند رو به رشدی در این زمینه بوده‌ایم و فناوری‌های ساخت از 28 نانومتری در سال 2014 به 7 نانومتری در حال حاضر رسیده‌اند. اما به نظر می‌رسد که در سال 2021، پردازنده‌هایی با فناوری ساخت 5 نانومتری تولید و در گوشی‌های پرچمدار تعبیه خواهند شد. همچنین شواهد حاکی از آن است که بزودی شاهد بکارگیری فناوری 7 نانومتری در تولید پردازنده‌های میان‌رده نیز خواهیم بود.

انتظار می‌رود که پردازنده‌های جدید از کارایی و عملکرد بهتری برخوردار باشند. در حال حاضر، هسته‌های پردازشی کورتکس A-55 شرکت ARM، بهترین گزینه جهت پردازش‌های سبک برای تولیدکنندگان پردازنده‌ها به شمار می‌رود. این محصول در سال 2017 عرضه شد و متاسفانه هنوز مدل جدید و بهینه‌تری از آن ارائه نشده است. از این رو، احتمالا در سال آینده، نسل جدید و ارتقایافته‌ای از کورتکس A-55 عرضه خواهد شد.

بهره‌گیری از فناوری 5G

استفاده از فناوری 5G در پرازنده‌ها، مزایا و معایب خاص به خود را دارد که یکی از مهم‌ترین دغدغه‌ها، مصرف انرژی پردازنده‌های 5G است. اما اگر بتوان پردازنده‌های جدید را با فناوری ساخت 5 نانومتری تولید کرد، می‌توان انتظار داشت که مصرف انرژی کمتری را در تراشه‌های جدید 5G شاهد باشیم.

همچنین انتظار می‌رود که شرکت کوالکام نیز از مودم‌های یکپارچه 5G در نسل جدید پردازنده‌های خود استفاده کند که این کار می‌تواند تاثیر زیادی در کاهش مصرف انرژی داشته باشد. اگر طراحی یکپارچه و فناوری ساخت 5 نانومتری در کنار یکدیگر قرار بگیرند، قطعا تغییری محسوس را در پردازنده‌های جدید پیش رو در زمینه مصرف انرژی شاهد خواهیم بود. در حال حاضر، مودم 5G ایکس 60 (X60) کوالکام از قابلیت‌های پیشرفته‌ای بهره می‌برد و می‌تواند ارتباطی سریع و پایدار را برای کاربران به ارمغان آورد.

ارتقای قابلیت‌های ارتباطی

این روزها، فناوری وای فای 6 را در بسیاری از گوشی‌های ساخت 2019 و 2020 می‌بینیم. گوشی‌هایی که اغلب در شمار مدل‌های بالارده و میان‌رده‌های قدرتمند قرار می‌گیرند. حال اگر گوشی‌ها و چیپست‌های بیشتری به فناوری وای فای 6 مجهز شوند، راه برای ورود وای فای 6E باز می‌شود.

اگرچه تفاوت چندانی در سرعت پردازنده‌ها ایجاد نخواهد شد اما قطعا ارتباطی پایدارتر و با تاخیر کمتر را به دنبال خواد داشت. هنوز مشخص نیست که اولین گوشی مجهز به وای فای 6E چه زمانی عرضه خواهد شد و این مساله به پشتیبانی پردازنده‌ها از این فناوری بستگی دارد.

انتظار می‌رود که پردازنده‌های اسنپدراگون، دایمنسیتی و کایرین به زودی و مجهز به این قابلیت عرضه شوند. کوالکام اخیرا اعلام کرد که از فناوری وای فای 6E در تراشه‌های ارتباطی FastConnect 6700 و FastConnect 6900 استفاده خواهد کرد.

بلوتوث نیز یکی دیگر از قابلیت‌های ارتباطی محسوب می‌شود. در حال حاضر، بسیاری از پردازنده‌های جدید از فناوری بلوتوث 5.1 بهره می‌برند و انتظار می‌رود که شاهد استفاده از نسخه ارتقایافته‌ این فناوری تحت عنوان بلوتوث 5.2 در اغلب پردازنده‌ها باشیم.

ناگفته نماند که کوالکام اخیرااعلام کرد که پردازنده اسنپدراگون 768G این شرکت از بلوتوث 5.2 پشتیبانی می‌کند که اولین چیپست مجهز به این قابلیت به شمار می‌رود.

استفاده بیشتر از فناوری یادگیری ماشینی

هم اکنون بسیاری از بازیگران این عرصه همانند هواوی، مدیاتک، کوالکام و سامسونگ از چیپ‌های پردازشی عصبی که از فناوری‌های یادگیری ماشینی و هوش مصنوعی بهره می‌برند، در پردازنده‌های پرچمدار و همچنین میان‌رده خود استفاده می‌کنند.

درواقع، جدای از گوشی‌های پرچمدار، بسیاری  از مدل‌های میان‌رده نیز به این فناوری‌های نوظهور مجهز شده‌اند. قطعا انتظار کاربران این است که در طی ماه‌های آتی، این پردازنده‌ها بتوانند کارها و وظایف بیشتر را با تکیه بر قابلیت‌های هوش مصنوعی و یادگیری ماشینی خود انجام دهند. از جمله قابلیت‌هایی که اخیرا و به لطف این فناوری‌های جدید به گوشی‌های امروزی اضافه شده‌اند، می‌توان به لایو کپشن، واقعیت افزوده و پردازش رزولوشن بالا اشاره کرد.

پردازنده‌های سری اگزینوس سامسونگ

پردازنده اگزینوس 990 سامسونگ که جدیدترین محصول این شرکت به حساب می‌آید، نتوانست آنچنان که بایدوشاید، عملکرد و توان پردازشی مورد انتظاررا در مقایسه با رقیب خود یعنی اسنپدراگون 860 نشان دهد و همین مساله، موجی از انتقادهای را علیه این شرکت در پی داشت. اما باید قبول کرد که 2021، سالی پر از اتفاقات خوب و البته پردازنده‌هایی قوی برای سامسونگ خواهد بود.

جدای از اعلام همکاری این شرکت با AMD در ساخت پردازنده‌های گرافیکی، بخش تولید پردازنده‌های مرکزی سامسونگ نیز دستخوش خانه‌تکانی گسترده‌ای شده است. این شرکت در سال 2019، بخش تولید واحد پردازشی اختصاصی Austin خود را تعطیل کرد و این یعنی، از فناوری کورتکس در نسل جدید پردازنده‌های سامسونگ استفاده خواهد شد.  به نظر تصمیم سامسونگ در این مقطع زمانی بسیار درست بوده، چرا که معماری کورتکس X1 از فلسفه عملکردی مشابهی با فناوری پردازشی سامسونگ بهره می‌برد.

سرنوشت پردازنده های هواوی

بخش HiSilicon هواوی یکی از مهم‌ترین کسب‌وکارها در این شرکت محسوب می‌شود که توانسته در برابر تحریم‌هایی که توسط آمریکا علیه این شرکت چینی اعمال شده، قد علم کند وبا تولید پردازنده‌هایی توسط مهندسان داخلی، هواوی را از خرید این تراشه‌ها بی‌نیاز کند.

این مساله بسیار حائز اهمیت است چراکه با شرایط جدید، کوالکام دیگر قادر به تامین نیازهای هواوی نبود و هواوی نیز راهی جز تامین نیازهای خود از طریق توان داخلی پیش رو نداشت. اگرچه اقدام اخیر آمریکا، ارتباط هواوی را با شرکت‌های بزرگ آمرکیایی قطع و شرایط را برای این شرکت سخت کرده اما این هواو اعلام کرد که توانسته چیپست‌های متعددی را تولید کند.

با این حال، طبق اصلاحیه جدیدی که اعمال شده، هواوی همچنان می‌تواند برخی از چیپ‌هایی را که هم‌اکنون در خط تولید قرار دارند، از شرکت‌های آمریکایی دریافت کند. اما قطعا این تحریم، تاثیری منفی بر توانایی این شرکت در توسعه و طراحی فناوری‌های نوین در پردازنده‌ها برجای می‌گذارد.

اما هواوی می‌تواند برای تامین نیازهای خود به دیگر تولیدکنندگان پردازنده همانند سامسونگ رجوع یا حتی از کمک تولیدکنندگانی که در کشور چین فعالیت می‌کنند، استفاده کند. برخی گزارش‌ها حاکی از آن است که هواوی از شرکت چینی SMIC برای تولید چیپ کمک خواهد گرفت. اما نکته اینجاست که با این شرایط، پردازنده‌های تولیدی با فناوری 14 نانومتری ساخته خواهند شد که با فناوری 7 نانومتری فاصله زیادی دارد.

گزینه دیگر پیش روی هواوی، همکاری بیشتر با شرکت ARM است. اگرچه این تولیدکننده تراشه در همان روزهای نخست وضع تحریم‌ها، اعلام کرد که از این قانون تبعیت خواهد کرد اما این شرکت در اکتبر 2019 عنوان کرد که هواوی همچنان می‌تواند از نسل جدید تکنولوژی این شرکت استفاده کند.

علی‌رغم همه این‌ها، شواهد نشان می‌دهند که تولید پردازنده‌های موبایلی در سال 2021 دستخوش تغییرات زیادی خواهد شد و قطعا سال بزرگی برای صنعت نیمه‌هادی رقم خواهد خورد. بنابراین، باید منتظر ماند و دید که فعالان این عرصه با چه محصولات و مجهز به چه قابلیت‌هایی به روی صحنه خواهند آمد.