Google Tensor contre Qualcomm Snapdragon 888 : la guerre pour le meilleur chipset

Les Pixel 6 et Pixel 6 Pro sont les deux premiers appareils à être livrés avec le processeur personnalisé de Google, Tensor, au lieu du Snapdragon 888 conventionnel. La société a affirmé qu’il s’agit de la puce mobile la plus puissante et qu’elle sera mise à l’épreuve lorsque les critiques la compareront à son homologue de premier ordre de Qualcomm. Sera-t-elle si importante ? Ici, la comparaison entre Google Tensor contre Qualcomm Snapdragon 888.

Lors de l’événement de lancement, Google a consacré la majeure partie de ses efforts à détailler son nouveau système sur puce (SoC). La société a déclaré avoir appliqué ses connaissances en matière d’apprentissage automatique (ML) pour intégrer des capacités d’intelligence artificielle (AI) à un téléphone mobile équipé du nouveau chipset.

Pourquoi Tensor en premier lieu ?

Le Google Pixel 6 n’a jamais été un secret bien gardé. Avant le lancement, de nombreuses fuites convaincantes et des certifications officielles ont révélé des détails clés sur les prochains combinés.

Google a même annoncé officiellement la puce Tensor plus de deux mois avant le lancement, puis a donné des indices sur le design du Pixel 6 et du Pixel 6 Pro dans sa boutique hors ligne à New York.

Le Pixel, comme son nom l’indique, s’est consacré non seulement à l’amélioration de la photographie sur les téléphones portables, mais aussi à l’ouverture d’API que les autres fabricants peuvent adopter pour obtenir de meilleures photos sur leurs appareils.

Alors que l’ensemble de l’industrie mobile a misé sur des capteurs de caméra plus grands et un nombre de mégapixels plus élevé dans son téléphone phare, Google a toujours souligné que ses algorithmes de photographie computationnelle peuvent surpasser les avancées en termes de matériel photo tout au long de l’histoire de la famille Pixel.

Mais, malgré les fonctionnalités logicielles avancées, l’hésitation de Google à mettre à niveau les capteurs de caméra de ses appareils phares a entraîné une baisse rapide de l’intérêt pour les téléphones Pixel.

Le géant de la technologie fait enfin des efforts conscients pour remédier à ce problème en optant pour un matériel photo amélioré afin de compléter son excellent logiciel de photographie.

Cependant, tous ces efforts ne seraient pas aussi efficaces qu’avec son nouveau processeur personnalisé qui lui permet de maximiser l’efficacité des performances des nouveaux combinés Pixel.

Examen du matériel

L’équipe de Google Silicon a décrit certains détails du nouveau SoC Tensor, notamment sa conception, le nombre de cœurs et les fonctions de sécurité dédiées. Cela confirme bon nombre des fuites et des spéculations que nous connaissons au sujet du processeur Tensor, qui portait auparavant le nom de code « Whitechapel ».

Processeur à huit cœurs et trois clusters.

Comme la plupart des autres fabricants de puces, Google a obtenu la licence de propriété intellectuelle d’ARM pour concevoir un processeur mobile personnalisé. Google Tensor est équipé de huit cœurs, dont deux cœurs ARM Cortex-X1, deux cœurs Cortex-A76 et quatre cœurs Cortex-A55 qui sont basés sur une conception en 5 nm, a révélé la société à ArsTechnica.

Sur la base de ces informations, nous pouvons comprendre pourquoi Google Tensor a un avantage sur les autres puces concurrentes, comme l’Exynos 2100 de Samsung et le Snapdragon 888 ou Snapdragon 888 Plus.

Les deux autres chipsets présentent également une conception à trois clusters, comme Tensor, mais sont équipés d’un seul cœur ARM Cortex-X1, de trois cœurs Cortex-A78 et de quatre cœurs Cortex-A55.

Voici une comparaison rapide de la configuration du cœur du processeur et des vitesses d’horloge pour différents cœurs dans les puces Google Tensor, Snapdragon 888, Snapdragon 888 Plus et Exynos 2100 :

SoC
Google Tensor
Qualcomm Snapdragon 888/888 Plus
Samsung Exynos 2100

Configuration

de processeur

2x ARM Cortex-X1 @ 2.8GHz
2x ARM Cortex-A76 @ 2.25GHz
4x ARM Cortex-A55 @ 1.8GHz

Snapdragon 888 :

1x ARM Cortex-X1 @ 2.84GHz

Snapdragon 888 Plus :

1x ARM Cortex-X1 @ 2.995GHz

3x ARM Cortex-A78 @ 2.4GHz

4x ARM Cortex-A55 @ 1.8GHz

1x ARM Cortex-X1 @ 2.9GHz
3x ARM Cortex-A78 @ 2.8GHz
4x ARM Cortex-A55 @ 2.2GHz

Le Tensor donne la priorité à l’efficacité

Phil Carmack, vice-président et directeur général de Google Silicon, a expliqué à ArsTechnica le raisonnement de l’entreprise pour choisir deux des cœurs Cortex-X1 d’ARM au lieu d’un seul : « le processeur sera capable de répartir la charge entre les deux cœurs Cortex-X1, même pour des tâches d’importance modérée, et cela contribuera à des performances plus efficaces. »

Carmack illustre un cas d’utilisation en partageant un exemple de caméra. De l’enregistrement au rendu, et de la détection Google Lens à la fonction ML, plusieurs tâches sont exécutées en même temps lors de l’utilisation de l’appareil photo.

Par conséquent, plusieurs composants du SoC doivent travailler en harmonie. Outre le matériel de la caméra, le processeur, le GPU, l’ISP (processeur de signal d’image) et l’unité de traitement ML combinent leurs forces pour contribuer à une expérience de caméra sans décalage.

Si Google s’en tenait à un seul cœur Cortex-X1 performant dans le Tensor, comme c’est le cas avec ses homologues Snapdragon et Exynos, cette charge de travail reviendrait à des cœurs Cortex-A76 « moyens » fonctionnant à pleine capacité, mais toujours avec un décalage.

À l’inverse, deux cœurs Cortex-X1 peuvent exécuter la même charge de travail avec une efficacité supérieure et une consommation d’énergie inférieure à celle des cœurs moyens. Une meilleure efficacité énergétique lors de l’exécution des tâches se traduit par une diminution de la production de chaleur et une meilleure sauvegarde de la batterie.

Architecture GPU TPU avec tenseur micro CPU du Google Pixel 6 Pro.

En particulier, les Pixel 5 ou Pixel 4a 5G, qui utilisaient le chipset Snapdragon 765G, étaient en proie à de sérieux problèmes de chauffe, notamment lors de l’utilisation de l’appareil photo. Par conséquent, une architecture de processeur personnalisée devrait, en théorie, permettre aux Pixel 6 et Pixel 6 Pro d’allouer les ressources de manière optimale.

D’une part, si Google choisit d’utiliser deux cœurs Cortex-X1 au lieu d’un, il est un peu choquant de voir que Tensor utilise des cœurs de taille moyenne d’au moins trois générations.

Le Snapdragon 888 et l’Exynos 2100 utilisent des cœurs intermédiaires basés sur le Cortex-A78, qui est relativement plus efficace que le Cortex-A76 mis en œuvre dans Tensor. Google, malheureusement, n’a pas pris la peine d’offrir un raisonnement solide à ce sujet.

En outre, pour les opérations de faible intensité telles que le maintien de l’écran toujours allumé (AOD) et Now Playing, Google Tensor dispose d’un Context Hub spécial. Là encore, une unité dédiée aux tâches à faible consommation est un pas vers une plus grande efficacité énergétique.

Le SoC Tensor de Google utilise un GPU à 20 cœurs et un modem 5G de Samsung.

Outre la modification de la conception de la puce, le Google Tensor aurait déjà été équipé d’un GPU Mali-G78, identique à celui de l’Exynos 2100. Selon Google, il s’agit d’un processeur graphique à 20 cœurs, spécialement conçu pour offrir des performances de jeu supérieures.

Il affirme également que le GPU a des performances supérieures de 370 % à celles du Pixel 5. Les performances dans le monde réel ne seront connues qu’une fois que nous aurons obtenu les appareils pour effectuer des tests graphiques et tester des jeux dessus.

Google Tensor est susceptible de s’appuyer sur le modem Exynos 5123 de Samsung pour ses capacités 5G sur la plupart des marchés plutôt que d’opter pour un modem Qualcomm.

Les signes indiquant un modem Samsung dans les Google Pixel 6 et Pixel 6 Pro ont été repérés pour la première fois dans la bêta d’Android 12 par XDA, puis confirmés dans un rapport de Reuters.

Le modem Exynos prend en charge les fréquences 5G Sub-6GHz et mmWave. Mais des découvertes récentes suggèrent que seules certaines variantes verrouillées par l’opérateur du Pixel 6 prennent en charge les deux types de signaux 5G, tandis que les modèles non verrouillés ne prennent en charge que la 5G Sub-6GHz.

Ainsi, le Google Pixel 6 déverrouillé ne prend PAS en charge la technologie mmWave 5G. C’est seulement en dessous de 6 GHz. Le modèle Verizon (on ne sait pas encore ce qu’il en est pour AT&T et T-Mo) inclut mmWave dans le Pixel 6, c’est pourquoi il coûte 100 $ de plus que le modèle non verrouillé. #GooglePixel6Pro #GooglePixel

&mdash ; Z (@ericmzeman) 19 octobre 2021

Google Tensor mise sur la sécurité

Google Tensor présente la deuxième génération de sa puce de sécurité dédiée : Titan M2, qui succède à la puce de sécurité Titan de première génération, présente dans les téléphones Pixel premium depuis le Google Pixel 3.

Selon Google, la nouvelle puce de sécurité est conçue pour protéger les données sensibles telles que les mots de passe et les codes PIN contre les violations en ligne, ainsi que contre les techniques d’attaque physique, notamment « l’analyse électromagnétique, les ruptures de tension et même l’injection de défauts par laser ».

Google Pixel 6 Pro puce titan m2.

Outre la puce Titan M2, les combinés Pixel 6 seront également dotés d’un Tensor Security Core, un sous-système basé sur le processeur et spécialement conçu pour exécuter des tâches sensibles en les isolant des autres applications accédant à ces données.

L’intelligence artificielle est le principal objectif de Tensor.

Malgré les performances annoncées, Google n’a pas construit un processeur personnalisé pour offrir une meilleure efficacité énergétique que Qualcomm ou d’autres concurrents.

La raison principale, comme Google l’a partagé sans ambages, est de fournir une plateforme stable et sécurisée pour exécuter des tâches d’intelligence artificielle (IA) et d’apprentissage machine (ML) sur le combiné lui-même, sans dépendre d’une infrastructure en nuage.

En fait, le chipset tire son nom des Tensor Processing Units de Google, des processeurs accélérant l’IA utilisés dans ses centres de données.

Avec le recul, Google pourrait faire allusion à un SoC personnalisé en présentant des puces dédiées à l’IA, notamment Pixel Visual Core et Pixel Neural Core.

Outre le processeur optimisé, Google Tensor SoC dispose également d’un TPU dédié, communément appelé NPU ou unité de traitement neuronal, pour exécuter des applications basées sur l’IA sur les Pixel 6 et Pixel 6 Pro.

En raison de sa nature et de l’expérience de Google en matière d’apprentissage automatique, Tensor est conçu pour exécuter de tels modèles sur les appareils eux-mêmes.

Tenseur Google Pixel 6 Pro Google traduit la reconnaissance vocale de l'anglais au japonais.

Cette architecture avancée permet à Tensor d’effectuer des tâches complexes comme la reconnaissance automatique de la parole (ASR), qui traduira activement toute autre langue dans la langue par défaut de votre téléphone dans des applications comme Messages, WhatsApp et Recorder ou même des outils comme Live Caption.

L’amélioration de la reconnaissance vocale permet également à Tensor d’interpréter les pauses et les signes de ponctuation dans le discours avec plus de précision et en utilisant la moitié de la puissance des précédents téléphones Pixel.

En plus d’un meilleur traitement de la parole, Tensor apporte des améliorations significatives à la photographie. Tout d’abord, le chipset facilite désormais la vidéographie et la photographie computationnelles en utilisant le HDRNet de Google.

Cet algorithme d’apprentissage automatique garantit que les Pixel 6 et Pixel 6 Pro capturent les couleurs les plus vives et les plus précises dans chaque image. Le tenseur facilite également l’utilisation de fonctions telles que la fonction Face Unblur, qui permet de corriger les visages flous dans les photos en mouvement, la fonction Magic Eraser, qui permet d’éliminer les objets indésirables des images, et une meilleure perception du teint de la peau pour les personnes de couleur.

Pourquoi Tensor est-il essentiel pour Pixel ?

Comme Google l’a répété inlassablement tout au long de l’événement de lancement du Pixel 6, Tensor garantit que les dernières avancées de Google en matière d’IA peuvent être livrées directement dans ses derniers et futurs téléphones. Cela serait difficile à réaliser avec un SoC générique comme le Snapdragon 888, surtout avec un contrôle limité sur le processus de conception des puces de Qualcomm.

Une autre raison pour laquelle Google a choisi un SoC personnalisé avec deux cœurs ARM Cortex-X1 au lieu d’un seul est de garantir une plus grande efficacité énergétique et moins de pertes liées à la chaleur. Contrairement aux précédents téléphones Google, comme le Pixel 5, le nouveau Pixel 6 est moins susceptible de chauffer lors de l’exécution de tâches courantes, comme la capture de vidéos 4K.

Le Snapdragon 888 et l’Exynos 2100 ont également été critiqués pour leur mauvaise gestion de la chaleur afin de compenser des performances initiales plus élevées. Cependant, des quantités de chaleur plus élevées sur des périodes prolongées peuvent provoquer un étranglement et finalement ralentir et perdre les performances, ce qui est l’objectif principal.

Enfin, si Google a choisi un processeur sur mesure, c’est pour attirer l’attention du monde entier sur les efforts qu’il déploie pour retrouver sa position dominante dans le secteur de la téléphonie mobile.

Des marques telles que Samsung, Apple et Huawei fabriquent déjà leurs propres puces personnalisées, tandis que OPPO aurait également travaillé sur les siennes. Il est donc essentiel pour Google de faire des efforts supplémentaires et de prouver ses compétences afin de rester pertinent dans le secteur du mobile.