Snapdragon X Elite s architekturou Oryon odhalen. Je tu revoluce Windows na procesorech ARM?

Je to už několik let, co povstal velký „hype“ kolem ARM procesorů Nuvia, což byla firma založená inženýry z Applu, od nichž se očekávalo něco podobného tehdy novému Apple M1. Nuvii koupil Qualcomm, který jádra vyvinutá jejím týmem a později pojmenovaná Oryon vsadil do svých mobilních čipů. Tato očekávaná revoluce konečně přichází na trh jako Snapdragon X Elite. Qualcomm s ním vtrhne na trh notebooků s Windows, dosud ovládaný (hlavně) Intelem.

Qualcomm už produkuje procesory ARM pro notebooky s Windows několik let, ale přístroje s nimi nikdy nesklidily moc velký úspěch. Jedním z důležitých důvodů asi bude, že byly omezené relativně nízkým jednovláknovým výkonem jader ARM Cortex (čemuž firma moc nepomohla tím, že jí často trvalo dlouho nasadit ta nejvýkonnější jádra, která ARM nabízel). Ne všechny problémy, spočívající i v softwarové kompatibilitě a širším ekosystému, může Snapdragon X Elite vyřešit, ale alespoň v problému s nezajímavým výkonem CPU bude asi znamenat obrat.

Snapdragon X Elite: CPU Nuvia / Oryon

Snapdragon X Elite, jak se SoC údajně také nesoucí kódové označení Hamoa jmenuje, je oficiálně dvanáctijádro, přičemž podle Qualcommu by snad všech 12 jader mělo mít architekturu Oryon (čili Nuvia) a nešlo by zřejmě o dosud obvyklou big.LITTLE konfiguraci s nějakými malými jádry v mixu. Podle prezentace firmy by všech 12 jader, která jsou, zdá se, ve třech klastrech, mělo být schopno taktu až 3,8 GHz, což indikuje velká jádra.

A navíc je to také na procesory architektury ARM hodně vysoká frekvence. Apple jí dosáhl jen nedávno a jádra ARM Cortex mají momentálně praktický strop někde na 3,3 GHz nebo níž. Jádro Oryon se tedy nejspíš nespoléhá na tak krátkou pipeline. Jeho architektura jinak implementuje instrukční sadu ARMv8.7, nikoliv ARMv9 (je tak možné, že nepodporuje instrukce SVE a SVE2).

Toto navíc není limit architektury od Nuvie, Qualcomm totiž dodává, že na dvou jádrech je procesor schopen použít turbo frekvenci dokonce 4,3 GHz (podle ComputerBase by to mohlo přesněji být 4,25 GHz), což je obzvlášť slibné pro kritický jednovláknový výkon. Za předpokladu vysokého IPC je tu tedy potenciál pro hodně dobré výsledky, kterými by se Qualcomm výrazně odpoutal od omezení licencovaných jader ARM.

Jaký bude výkon na 1 MHz, zatím nevíme jistě. Dlouhodobě avizované a veřejným „hypem“ automaticky předpokládané bylo velmi vysoké IPC, ale je to také už hodně let, co byla architektura prvně oznámena. Qualcomm zatím nesdělil nic o počtu výpočetních jednotek, konfiguraci frontendu a obecně „šířce“ jádra, nebo o hloubkách out-of-order bufferů. Pokud by ale jádro bylo podobně agresivní jako ta od Applu a mělo podobné IPC, se zmíněnými frekvencemi bude velmi výkonné a s přehledem se dostane mezi špičku.

Klasické snapdragonovské uncore

Zatímco jádra jsou nová a pocházejí z koupeného IP, zbytek čipu by naopak měl vycházet z DNA mobilních Chňapdragonů a hodně se jim podobat (což by mělo být dobře pro výdrž na baterie). Takže může být použitá podobná propojovací logika, cache a podobné charakteristiky. Procesor má být vybavený údajně 42 MB celkové cache, což je zatím dost těžké nějak dešifrovat, protože je v tom smíchaná privátní L2 cache jader, sdílená L3 cache a nejspíš i nějaká systémová cache.

Paměťový řadič má mít klasickou šířku 128 bitů (čemuž v PC tradičně říkáme dvoukanál) a s pamětí LPDDR5X-8533 má být dosahováno propustnosti 136 GB/s. Mělo by to snad umožňovat osazení notebooků 16GB, 24GB a 32GB pamětí.

Adreno, král integrovaného výkonu?

Ve výbavě bude integrovaná grafika Adreno údajně s nejnovější grafickou architekturou Qualcommu (nebo alespoň v momentě odhalení). Toto GPU ale zatím nepodporuje akceleraci raytracingových efektů, v tom tedy zatím bude pozadu. Má údajně dosahovat na hrubý výkon až 4,6 TFLOPS a podporovat 4K displeje s HDR až při 120 Hz. Externě bude možné mít až čtyři 4K monitory připojené přes DisplayPort (podporovaná verze 1.4), na jedné obrazovce bude možné provozovat i rozlišení 5K.

Výkon by prý mohl být až o 80 % vyšší než u grafiky AMD Ryzenů 7040 Phoenix, takže potenciál k velmi vysokému výkonu bude i zde. Potenciálně problematickým bodem oproti Nvidii, AMD i Intelu budou ve Windows ovladače GPU, ale Qualcomm se snad bude snažit, aby fungovaly více tak, jak jsme na této platformě zvyklí (včetně toho, že se budou dát samostatně aktualizovat a nebude to vypadat jako na Androidu).

Multimediální blok bude podporovat enkódování i dekódování formátu AV1, HEVC, H.264, u VP9 jen dekódování. Rozlišení videa může být až 4K při 120 snímcích za sekundu, 8K video, zdá se, není podporováno (na rozdíl od x86 platforem).

Stejně jako ve Snapdragonech pro telefony je přidána i AI jednotka (NPU) Hexagon, která má dosahovat výkonu až 46 TOPS, ale to je údaj pro velmi malý (jen 4bitový) datový typ INT4. S univerzálnějšími hodnotami INT8 by to asi měla být polovina.

Vedle obrazových výstupů bude v další konektivitě USB4 (až tři 40Gb/s porty USB-C), dvojice USB 10Gb/s (USB 3.2 Gen 2) a jedno USB 2.0. Pro interní komponenty, jako jsou modem a Wi-Fi, jsou poskytnuté linky PCIe 3.0, pro NVMe SSD pak PCIe 4.0. Snapdragon X Elite nebude mít integrovanou bezdrátovou konektivitu – modem 5G Snapdragon X65 i adaptér Wi-Fi 7 + Bluetooth 5.4 (FastConnect 7800) jsou samostatné. Je možné, že toto je dočasná věc v zájmu „time-to-market“ a budoucí následníci budou mít bezdrátovou komunikaci integrovanou.

Čip je vyráběný 4nm procesem TSMC, takže bude patrně znevýhodněn proti 3nm Apple M3, ale na stejné startovní pozici s Intel Meteor Lake a mobilními Ryzeny 7000 a 8000 od AMD.

Qualcomm zatím nesdělil TDP. Procesor má být navržen pro širší škálu výkonů a spotřeb a ty výkonnější notebooky budou potřebovat aktivní chlazení, takže by asi měly mít TDP podobné jako u mainstreamových x86 procesorů pro notebooky (15 W, možná více?). Ale čip je schopný pohánět i pasivně chlazená zařízení, byť pak v maximální zátěži bude omezen na nižší rychlosti.

Zajímavé to asi může být u jednojádrové spotřeby. Přítomnost turba může znamenat, že jednovláknová spotřeba může být vyšší než v pásmu dejme tomu 2–5 W, které se obvykle od jader ARM očekává. Ale to teprve uvidíme, je klidně možné, že Qualcomm i turbo provozuje se stále nízkým napětím v pásmu vysoké efektivity a naopak oněch 3,8 GHz je proti němu ještě snížená „ultraefektivní“ úroveň. Jednovláknová spotřeba by prý podle jednoho údaje z prezentace měla být o 30 % nižší než u procesoru Apple M2 Max (a o 70 nižší než u Intel Core i9–13980HX), což zní slibně.

Výkon na špici

Qualcomm zatím ukazuje hlavně relativní srovnání výkonu s konkurencí. Snapdragon X Elite má podle Qualcommu dosahovat podobného mnohojádrového výkonu (v Geekbenchi 6) jako nejrychlejší PC s třetinovou spotřebou, ale není řečeno, co se tím míní za procesory. Podobně prý má být 2× rychlejší než 12jádrový procesor pro notebooky (asi od Intelu). Procesor má ale také dosáhnout o 50 % lepšího mnohovláknového výkonu proti nespecifikovanému procesoru ARM (možná od Apple?).

Firma ovšem ukázala jeden konkrétní výsledek, který je pro orientaci asi mnohem lepší. Snapdragon X Elite údajně dosahuje v  jednovláknového skóre 3227 bodů. To je o hodně víc, než má dnes Apple (pro M2 Max uvádí přímo srovnání od Qualcommu 2841 bodů, což by zřejmě mělo sedět, databáze má i horší výsledky).

Qualcomm by podle tohoto překonal i Core i9–13980HX (3192 bodů, které Qualcomm naměřil na Asus ProArt Studiobooku 16 OLED, opět to vypadá jako poctivé, optimální skóre pro toto CPU) coby nejrychlejší notebookový procesor od Intelu – toto je ovšem už v podstatě desktopové CPU Raptor Lake. Nejnovější desktopové Core i9–14900K už je schopné vyššího mnohovláknového výkonu, ale Oryon mu pořád bude blízko, což asi vzhledem k nižší spotřebě úplně stačí. Mimochodem, tyto výsledky jsou naměřené pod Linuxem – Intel na Ubuntu 23.04, Snapdragon na Debianu (M2 Max je pod macOS).

Toto jsou samozřejmě oficiální benchmarky, které je dobré brát s rezervou, protože mohou vyzobávat ta srovnání, kde produkt vychází v nejlepším světle, a ignorovat jiné, s nimiž by se průměr třeba ukázal být horší. S hodnocením toho, jak velká bomba procesor bude, je tedy třeba počkat až na nezávislé recenze s rozsáhlejším testováním, protože takové zdánlivé detaily nakonec dělají hodně.

První notebooky s Snapdragonem X Elite nejsou zatím ještě připravené k vydání a reálná dostupnost je zřejmě ještě měsíce daleko. Letos tak asi nenastane a tyto ARM počítače přijdou až příští rok, údajně od několika významných výrobců notebooků (teoreticky by to nemusely být jen notebooky, ale na ty přinejmenším bude kladen důraz).

Očekává se vydání někde uprostřed roku 2024. Snapdragon X Elite bude tedy konkurovat nejen Intel Meteor Lake a Apple M3, které by do té doby měly být už nějakou chvíli na trhu, ale možná by se už mohl objevit i Zen 5 od AMD. Což je dobré brát v úvahu při studiu oněch výkonnostních srovnání, která Qualcomm poskytl.

Zdroje: AnandTech, Qualcomm, Ian Cutress, ComputerBase