Snapdragon 855 - Rechenleistung und Künstliche Intelligenz (KI)

Snapdragon 855: Achtkern-Prozessor

Ein wesentliches Merkmal neuer High-End-Chipsatz-Generationen bei Smartphones ist natürlich die gesteigerte Rechenleistung. Qualcomm gibt für den Snapdragon 855 eine Leistungssteigerung von 45 Prozent gegenüber dem Vorgänger 845 für die Systemleistung an, und bezieht sich dabei auf Applikationen, die auf nur einem Rechenkern laufen.

Die hohe Leistung erreicht der Achtkern-Prozessor auch durch eine Abkehr von der bisher üblichen big.LITTLE-Architektur, bei der 4 leistungsschwache, niedrig getaktete Kerne einfache Aufgaben übernehmen und bei erhöhtem Leistungsbedarf auf vier hoch getaktete, aufwändigere Prozessorkerne umgeschaltet wird. Die Leistungsbringer hat Qualcomm bei der Kryo 485 genannten Recheneinheit weiter segmentiert. Ein mit 2,84 Gigahertz getakteter Prime Core bringt besonders hohe Rechenleistung, was besonders, aber nicht nur Aufgaben zu gute kommt, die sich nicht auf mehrere Kerne verteilen lassen. Drei weitere mit 2,42 GHz getaktete Performance-Core-Recheneinheiten komplettieren die High-Power-Sektion, einfache Aufgaben übernehmen vier 1,8-GHz-Efficiency-Cores.

Zur weiteren Leistungssteigerung hat Qualcomm das Fenster vergrößert, innerhalb dem Befehle aus dem Programcode einer App anders angeordnet werden können, um sie schneller ausführen zu können (out-of-oder-execution). Qualcomm selbst bezeichnet den Leistungssprung zwischen 855 und 845 als den größten, den es jemals in der Geschichte der Snapdragon-Prozessoren gegeben hat.

Bei der Grafikeinheit Namens Adreno 640 reklamiert Qualcomm eine Leistungssteigerung von 20 % und betont, dass die neue GPU die erste ist, die Vulkan 1.1 unterstützt. Das ist eine Grafik-Schnittstelle, die deutlich Hardware-nähere Programmierung zulässt als etwa das bisher übliche OpenGL.

Eine wichtige Funktionsgruppe für komplexe mathematische Berechnungen, wie sie etwa für Spiele und Modem-Funktionen gebraucht werden, ist natürlich der Digitale Signalprozessor (DSP), der im Snapdragon 855 Hexagon 690 heißt. Er soll bei einfachen Berechnungen mit Zahlen (Skalaren) 20 % mehr, bei der Berechnung mit Vektoren sogar die doppelte Leistung bringen.

Neu dazubekommen ist eine Einheit zur Beschleunigung von Tensor-Berechnungen. Die einfachsten Tensoren neben den Skalaren und Vektoren sind Matrizen, die viele noch aus der Berechnung von Gleichungssystemen mit mehreren Unbekannten in mehr oder minder angenehmer Erinnerung haben. Diese Einheit und die in anderen Bereichen erreichten Leistungssteigerungen sollen auch besonders im Bereich der künstlichen Intelligenz (AI; Artificial Intelligence) ihre Vorteile ausspielen.

Künstliche Intelligenz

Statt für die künstliche Intelligenz eine eigene, spezialisierte Recheneinheit zu nutzen, setzt Qualcomm auf die Tatsache, dass in vielen der anderen Chip-Bausteine schon genau die  Fähigkeiten stecken, die für KI entscheidend sind. So profitieren KI-Programme etwa von der um 50 Prozent gesteigerten Anzahl an arithmetisch-logischen Einheiten, die im Adreno-640-Grafikprozessor stecken und für ganz einfache Verknüpfungen zuständig sind. Denn genau diese sind in großer Anzahl für KI gefragt.

Auch die Tensor-Recheneinheit und die gesteigerte Rechenleistung bei Vektoren und Skalaren im Signalprozessor Hexagon 690 kommen der KI sehr zugute. Und selbst der 8-Kern-Hauptprozessor trägt mit den neu eingeführten Dot-Product-Instructions eine für die bei KI häufig vorkommenden Vektor-Rechnungen wichtige Funktion bei. Insgesamt soll sich damit eine Rechenleistung von über 7 TOPS (Tera Instructions Per second: Billionen Befehle pro Sekunde) ergeben. Qualcomm nimmt damit in Anspruch, seine bisherige Leistung vom Snapdragon 845 im 855 verdreifacht zu haben. Gegenüber einem namhaften Mitbewerber (Anm. d. Red.: Das müsste Huawei sein) will man nun doppelt so schnell sein. Das bedeutet, dass Qualcomm bisher langsamer war, was auch der Einschätzung von connect entspricht.