क्वालकॉम स्नैपड्रैगन मोबाइल प्लेटफॉर्म

पिछले कुछ वर्षों में मोबाइल उपकरणों के प्रोसेसर ने 1.5 गीगाहर्ट्ज की सीमा पार कर ली है, मल्टी-कोर क्षमताओं को प्राप्त किया है, वीडियो को डिकोड करने, फ्लैश को गति देने और व्यक्तिगत कंप्यूटिंग बाजार में x86 आर्किटेक्चर के प्रभुत्व पर सवाल उठाया है। स्मार्टफोन, जो आसानी से आपके हाथ की हथेली में फिट बैठता है, प्रदर्शन के मामले में नेटबुक के करीब आ गया है।

बॉक्स के अंदर

अपने डेस्कटॉप समकक्षों के विपरीत, मोबाइल प्लेटफ़ॉर्म अपने आप में एक चीज़ हैं। सीपीयू, जीपीयू और बहुत कुछ सहित सिस्टम के सभी घटकों को एक एकीकृत सर्किट पर रखा गया है। एक समान डिज़ाइन को सिस्टम-ऑन-चिप (SoC, सिस्टम-ऑन-चिप) कहा जाता है। SoC का उपयोग करने से आप मदरबोर्ड की वायरिंग को सरल बना सकते हैं, उत्पादन लागत को कम कर सकते हैं, साथ ही साथ ऊर्जा खपत और सिस्टम की गर्मी अपव्यय को भी पूरा कर सकते हैं।

एचटीसी सेंसेशन और ईवो 3 डी का दिल क्वालकॉम के एसओएम एमएसएम 8260 है, जिसे हम करीब से देखेंगे। MSM8260 क्वालकॉम स्नैपड्रैगन चिप्स की दूसरी पीढ़ी है, जिसे 45 एनएम प्रक्रिया के अनुसार बनाया गया है।
क्वालकॉम स्नैपड्रैगन सिस्टम-ऑन-चिप में निम्न फ़ंक्शन ब्लॉक होते हैं:

• एप्लिकेशन प्रोसेसर / सीपीयू केंद्रीय प्रोसेसर कोर है जिस पर ऑपरेटिंग सिस्टम चलता है। क्वालकॉम का स्कॉर्पियन प्रोसेसर कोर स्नैपड्रैगन चिपसेट पर चलता है।
• GPU - एक एकीकृत shader वास्तुकला और OpenGL ES 2.0 के समर्थन के साथ एड्रेनो वीडियो त्वरक। अपने प्रत्यक्ष कर्तव्यों के अलावा, एड्रेनो (205 और ऊपर) एडोब फ्लैश, एसवीजी, आदि के हार्डवेयर त्वरण में भी शामिल है।
• बेसबैंड / मोडेम - एक माइक्रोप्रोसेसर जिसके कंधों पर जीएसएम / यूएमटीएस / सीडीएमए के साथ काम होता है। ट्रांससीवर्स और सिग्नल एम्पलीफायरों, एक नियम के रूप में, अलग-अलग माइक्रोक्रिस्केट के रूप में बनाए जाते हैं।
• डीएसपी एक विशेष माइक्रोप्रोसेसर है जो वीडियो एन्कोडिंग, इमेज प्रोसेसिंग, एमपी 3 और अन्य ऑडियो स्ट्रीम के कार्य करता है। इस प्रकार, डीएसपी मुख्य प्रोसेसर को बहुत महंगा मल्टीमीडिया ऑपरेशन करने से रोक देता है। स्नैपड्रैगन परिवार 595 मेगाहर्ट्ज की आवृत्ति के साथ एक QDSP6000 कोप्रोसेसर नियुक्त करता है।
• जीपीएस वर्तमान स्थान का निर्धारण करने से संबंधित तर्क को निष्पादित करने के लिए एक माइक्रोप्रोसेसर है। क्वालकॉम के SoC में उपयोग की जाने वाली तकनीक को gpsOne कहा जाता है और यह GPS उपग्रहों, ग्लोनास, साथ ही सेल फोन टावरों से संकेतों का उपयोग करता है।

बिच्छू

जबकि अधिकांश निर्माता एआरएम से वास्तुकला का लाइसेंस लेते हैं, क्वालकॉम ने केवल एआरएमवी 7 निर्देशों के एक सेट का उपयोग करते हुए, अपने दम पर एक प्रोसेसर कोर बनाने का फैसला किया। उत्तरी कैरोलिना में इकाई की कड़ी मेहनत का परिणाम प्रोसेसर कोर स्कॉर्पियन था। स्कोर्पियन निर्देश के एक सेट में कोर्टेक्स-ए 8 के साथ संगत है, लेकिन संभावनाओं से काफी आगे है, कॉर्टेक्स-ए 9 के करीब आ रहा है।

उत्पादकता बढ़ाने और ऊर्जा की खपत के स्वीकार्य स्तर को बनाए रखने के लिए, स्कॉर्पियन सुपरसक्लेरिटी और एक आउट-ऑफ-ऑर्डर निष्पादन तंत्र का समर्थन करता है। दोनों तकनीकों का लंबे समय तक x86 आर्किटेक्चर में उपयोग किया गया है, लेकिन हाल ही में एआरएम प्रोसेसर में दिखाई दिए हैं। सुपरसक्लेरिटी तंत्र प्रोसेसर को एक निष्पादन चक्र में दो निर्देशों को लोड करने की अनुमति देता है ताकि प्रोसेसर निष्पादन इकाइयों के डाउनटाइम से बचा जा सके। आदेशों के असाधारण निष्पादन के लिए समर्थन आपको पिछली बार के परिणामों की प्रतीक्षा किए बिना, जैसा कि वे तैयार हैं, निष्पादित करने के लिए विशेष रूप से कमांड चलाने की अनुमति देता है। कोर्टेक्स-ए 8 प्रोसेसर एक कम उन्नत इन-ऑर्डर निष्पादन तंत्र का समर्थन करता है, जो प्रोसेसर निष्पादन इकाइयों का कम कुशलता से उपयोग करता है।

स्कॉर्पियन पाइपलाइन में 13 चरण हैं और कॉर्टेक्स-ए 8 के डिजाइन के समान है, लेकिन क्वालकॉम प्रोसेसर उच्च आवृत्तियों पर चल सकता है। कॉर्टेक्स-ए 9 पाइपलाइन में 8 चरण होते हैं, जो एक ही आवृत्तियों पर शाखा के तंत्र में त्रुटियां होने पर ओवरहेड में कमी के कारण स्कोर्पियन की तुलना में अधिक उत्पादक होने की अनुमति देता है। हालांकि, एक ही समय में बिच्छू एक अधिक किफायती प्रोसेसर बना हुआ है, और इसकी आवृत्ति मार्जिन बड़ा है।

ऐसे समय जब एआरएम प्रोसेसर पर फ्लोटिंग-पॉइंट ऑपरेशन विशेष रूप से किए गए थे, इम्यूलेशन प्रोग्राम की मदद से पहले से ही अतीत में बहुत दूर हैं। स्कॉर्पियन, जैसे कोर्टेक्स ए 8 / ए 9, एफपीयू वीएफपी (वेक्टर फ्लोटिंग-पॉइंट आर्किटेक्चर) को लागू करता है। बिच्छू और कॉर्टेक्स ए 9 में एफपीयू प्रदर्शन समता है, जबकि ए 8 अपने समकक्षों से नीच है। ए 8 में, एआरएम ने वीएफपी के लिए पाइपलाइनिंग का उपयोग नहीं करने का फैसला किया और बहुत कुछ खो दिया।

अलग-अलग, यह NEON SIMD एक्सटेंशन ब्लॉक का उल्लेख करने योग्य है, जो पहली बार स्कॉर्पियन (128-बिट डेटा) और कॉर्टेक्स ए 8 (64-बिट डेटा) प्रोसेसर में दिखाई दिया था। NEON पूर्णांक डेटा और फ़्लोटिंग पॉइंट डेटा को संसाधित करने के लिए रनटाइम डिवाइस है। एक उत्सुक तथ्य यह है कि ए 9 में नीयन की उपस्थिति पूरी तरह से वैकल्पिक है, और उदाहरण के लिए, एनवीडिया टेग्रा 2 में यह ब्लॉक नहीं है! जैसा कि आप शायद पहले ही अनुमान लगा चुके हैं, मल्टीमीडिया प्रोसेसिंग एप्लिकेशन को ऑप्टिमाइज़ करने के लिए NEON SIMD निर्देशों का उपयोग किया जाता है। उदाहरण के लिए, RockPleer वीडियो को डीकोड करने के लिए NEON का उपयोग करता है, और ऐसे अनुप्रयोगों की संख्या भविष्य में ही बढ़ेगी।

मल्टीकोर

स्नैपड्रैगन में मल्टी-कोर के लिए समर्थन शुरू में नीचे रखा गया था, और एचटीसी सेंसेशन और ईवो 3 डी में SoC MSM8260 पहला संकेत बन गया। कोर्टेक्स ए 9 आर्किटेक्चर पर आधारित दोहरे कोर समाधान बाजार में कुछ समय पहले दिखाई दिए, लेकिन, स्नैपड्रैगन के विपरीत, उनके पास कम लचीलापन है।


अधिक विस्तार से मतभेदों पर विचार करें:

• L2 कैश। MSM8X60 में दो स्कॉर्पियन प्रोसेसर कोर होते हैं, जो एल 2 कैश (दूसरे स्तर के कैश) के 512 केबीएच, कॉर्टेक्स ए 9 के साथ कॉन्फ़िगरेशन में 1 एमबी का हिस्सा होता है। हालांकि, क्वालकॉम से समाधान में कैश को प्रोसेसर कोर की पूरी तरह से स्वतंत्र रूप से देखा जाता है और ज्यादातर मामलों में प्रोसेसर कोर की अधिकतम आवृत्ति पर संचालित होता है। Cortex A9 L2 कैश प्रोसेसर कोर के साथ एक धीमी AXI बस के माध्यम से संयुक्त है और कम आवृत्ति पर संचालित होता है।
• अतुल्यकालिक बहुरंगी। यह कोई रहस्य नहीं है कि आधुनिक मोबाइल प्रोसेसर बिजली की खपत को कम करने के लिए अपनी स्वयं की आवृत्ति और कोर वोल्टेज को गतिशील रूप से कम कर सकते हैं। मल्टी-कोर समाधान विकसित करते समय, क्वालकॉम ने प्रोसेसर कोर पर विभिन्न आवृत्तियों और वोल्टेज को सेट करना संभव बना दिया। इस प्रभाव को एसिंक्रोनस मल्टी-कोर कहा जाता है। इसी समय, कॉर्टेक्स ए 9 में ऐसा लचीलापन नहीं है: प्रोसेसर कोर को एक ही आवृत्ति और वोल्टेज पर काम करने के लिए मजबूर किया जाता है।

Adreno

लंबे समय के लिए, क्वालकॉम ने एटीआई / एएमडी से इमेजन वीडियो प्रोसेसर को लाइसेंस दिया, और 2009 की शुरुआत में, एएमडी ने क्वालकॉम की मोबाइल जीपीयू विकास इकाई की बिक्री की घोषणा की। क्वालकॉम और एएमडी विशेषज्ञों के काम का परिणाम क्वालकॉम एड्रेनो वीडियो त्वरक था।

एड्रेनो का प्रदर्शन जबरदस्त गति से बढ़ रहा है: यदि एड्रिनो 2xx PS2 के बराबर ग्राफिक्स स्तर प्रदान कर सकता है, तो एड्रेनो 3xx श्रृंखला में क्वालकॉम ने क्वांटम छलांग लगाने का वादा किया है और इसकी तुलना ग्राफिक्स के मामले में PS3 और XBox 360 से की जा सकती है। उदाहरण के लिए, हार्डवेयर टेस्सेलेशन आधुनिक वीडियो त्वरक में काफी हाल ही में दिखाई दिया। लेकिन इसका समर्थन पहले से ही एड्रेनो 205 और इसके बाद के संस्करण में उपलब्ध है।

रेप-अप!

इस तथ्य के बावजूद कि स्नैपड्रैगन का पहला संस्करण 2008 में जारी किया गया था, इसमें लगातार सुधार किया जा रहा है और आज यह सबसे लोकप्रिय और प्रतिस्पर्धी लोगों में से एक है। अगले साल, क्वालकॉम ने एक नया क्रेट प्रोसेसर कोर और एड्रेनो त्वरक का एक अद्यतन संस्करण लॉन्च करने की योजना बनाई है। यह उम्मीद की जाती है कि समाधान प्रदर्शन में न केवल कॉर्टेक्स ए 9 को बेहतर बनाएगा, बल्कि कॉर्टेक्स ए 15 के बराबर भी जाने में सक्षम होगा।

बिच्छू और एड्रेनो में बहुत अधिक क्षमता होती है, जिसका उपयोग वर्तमान में केवल सबसे छोटे हिस्से (नीयन SIMD, OpenVG के हार्डवेयर त्वरण) के लिए किया जाता है, लेकिन यह निश्चित रूप से निकट भविष्य में ही दिखाई देगा।

सामग्री

• दो सिर वाला स्नैपड्रैगन फ्लाइट लेता है
• MSM8X60 / APQ8060 उत्पाद संक्षिप्त
• MSM7x27 चिपसेट परिवार
• QSD8x50 चिपसेट परिवार
• वीडियो में हार्डवेयर त्वरण
• gpsOne
• क्वालकॉम ने नए MSM8660 प्रोसेसर का प्रदर्शन किया