Qualcomm Snapdragon 845, ditulis dalam 1 tahun

Ditulis Desember 2017, saat Snapdragon 845 diumumkan.

Nama Qualcomm, vendor prosesor untuk smartphone yang dikenal dengan nama Snapdragon, sangat terkenal di antara pengguna smartphone. Kebanyakan pengguna smartphone bangga jika prosesor smartphone mereka diperkuat oleh Snapdragon.

Brand ini seperti nama Intel di prosesor PC, mendengar namanya saja banyak orang percaya kualitasnya. Bahkan kabarnya para vendor jika smartphone-nya diperkuat prosesor Snapdragon, akan menuliskannya dengan jelas dalam spesifikasi smartphone, tetapi jika menggunakan prosesor merek lain, hanya akan mengatakan dalam spesifikasi, sebagai prosesor quadcore atau octacore dengan kecepatan sekian GHz.

Jenis Prosesor (dalam kotak merah), nama Snapdragon selalu ditulis

 

Seperti kebanyakan brand elektronik, walaupun banyak teknologi baru dicapai, terkadang juga tidak semuanya mulus. Apalagi teknologi nano pada prosesor smartphone yang fabrikasinya demikian sulit, kadang ada saja miss-nya, termasuk juga pada Qualcomm.

Sekitar 2 tahun lalu Qualcomm juga sempat dianggap gagal dengan prosesor hi-end nya Snapdragon 810 yang dianggap terlalu panas. Tetapi Qualcomm juga dengan cepat memperbaiki problem tersebut pada prosesor hi-end berikutnya, dan malah membuat banyak kemajuan-kemajuan teknologi pada prosesor-nya yang baru.

Bicara prosesor memang bukan hal mudah, terminologi teknisnya begitu banyak dan rumit, sulit dimengerti orang kebanyakan, sehingga seringkali banyak orang memiliki pandangan yang salah tentang prosesor, salah satunya anggapan umum semakin banyak cores atau inti semakin kencang.

Prosesor pada smartphone memang rumit, banyak orang masih memandang prosesor hanya sekedar otak penghitung matematis atau sering dikenal sebagai CPU. Kerumitan mengerti tentang prosesor smartphone juga membawa orang hanya memandang bagian tertentu saja dari prosesor yang lebih mudah ditangkap dalam angka-angka, misalnya hasil benchmark.

Ini seperti jika kita memandang prosesor sebagai otak smartphone, sama dengan memandang otak manusia hanya dengan kemampuannya untuk berhitung.

Bagian-bagian dari SoC

 

Sama seperti otak kita digunakan untuk melakukan banyak hal, tidak hanya untuk menghitung, tetapi juga mengatur koordinasi tubuh, mengolah gambar yang dilihat mata, mengecap, mencium bau, berimajinasi, membuat keputusan, membuat prioritas apa yang harus dilakukan, bahkan sampai mengatur waktu istirahat, demikian miripnya fungsi prosesor pada smartphone.

Hampir semua bagian pekerjaan smartphone diatur oleh prosesor. Karena bukan sekedar penghitung, makanya istilah prosesor dianggap tidak tepat untuk prosesor smartphone, dan lebih dikenal sebagai SoC atau System on Chip, Chip yang mengatur semua sistem smartphone supaya bisa berjalan dengan baik.

Bahkan dalam setahun terakhir ini, karena bertambah rumit kemampuan SoC smartphone, Qualcomm merasa penamaan SoC sudah tidak cocok lagi, dan menyebutnya sebagai platform.

Kira-kira pengertian mudahnya begini, jika kita mau membuat smartphone, cukup dengan memilih SoC platform ini, melengkapi dengan hardware yang sesuai, dan smartphone pun siap berjalan, karena sistemnya sudah siap.

Banyak kemampuan smartphone sekarang yang hebat-hebat dan sering dibanggakan vendor, sebagian besar sebenarnya bukan teknologi yang dikembangkan sang vendor, tetapi memang sudah dikembangkan dan siap digunakan dari SoC nya sendiri.

 

Snapdragon 845

Setiap tahun, Qualcomm merelease hi-end SoC Snapdragon terbaiknya, dan di penghujung tahun 2017 ini, Snapdragon 845 diperkenalkan sebagai penerus dari SoC hi-end sebelumnya Snapdragon 835.

SoC terbaru ini akan melengkapi jajaran smartphone android papan atas tahun 2018, seperti Samsung, LG, Sony, Motorola, Xiaomi, Oneplus, dan lain sebagainya.

Sekarang selain akan dipergunakan smartphone, SoC Snapdragon 845 ini juga akan menjadi SoC untuk laptop-laptop baru yang ber-sistem operasi Windows 10.

Untuk sekedar tahu, secara teknis apa perbedaan Snapdragon 845 yang baru dengan Snapdragon 835 bisa dilihat di bawah ini.

PerbandinganSnapdragon 845 dan 835 (sumber: Anandtech)

 

Jika dijelaskan teknis akan rumit, untuk mudahnya lebih baik kita bahas, dengan SoC Snapdragon 845 baru ini, apa sih kemampuan dan fitur baru smartphone hi-end tahun depan yang akan kita lihat.

 

  1. Semakin Cepat sekaligus semakin Efisien.

Kecepatan memang selalu dituntut oleh pengguna smartphone baru. Setiap tahun kecepatan SoC naik signifikan, fitur dan aplikasi yang semakin rumit hadir untuk smartphone. Game-game dengan rendering dan efek 3D yang komplek juga hadir di smartphone.

Belum lagi fitur seperti VR, Virtual Reality dan AR, Augmented Reality, sudah beberapa tahun ini hadir di smartphone. Semuanya ini membutuhkan kecepatan smartphone yang tinggi, apalagi smartphone juga dituntut untuk mengerjakan banyak tugas dalam satu waktu bersamaan atau multitasking.

Bagi pengguna kasual sekalipun yang menggunakan smartphone-nya untuk pekerjaan-pekerjaan umum sehari-hari, jika pernah menggunakan smartphone hi-end akan bisa merasakan beda responsiveness-nya saat menggunakan smartphone dengan SoC hi-end dan smartphone dengan SoC mid-end, dalam menjalankan multitasking dan berpindah-pindah aplikasi dengan cepat.

Mengapa bisa semakin cepat?

SoC yang baru ini terdiri dari 8 inti prosesor. 4 Prosesor Kryo Gold 385 yang cepat, dan 4 Prosesor Kryo Silver 385 yang lebih irit baterai atau efisien.

Kryo 385 ini adalah semi custom prosesor dari Qualcomm, dimana 4 prosesor yang cepat ini based on arsitektur Arm Cortex A-75, dan 4 lagi base on arsitektur Arm Cortex A-55. Kedua arsitektur Arm ini arsitektur terbaru. Qualcomm menjanjikan kecepatan prosesor akan naik 25%-30% dibanding Snapdragon 835 yang lama yang masih based on A-73 dan A-53.

Setiap prosesor smartphone harus memiliki arsitektur dasar yang sama, agar bisa menjalankan hardware dan software sesuai peruntukkannya, dimana sekarang ini arsitektur penentunya adalah rancangan dari Arm. Kryo sendiri custom atau modifikasi oleh Qualcomm dari arisitektur standar ini, yang biasanya tujuannya untuk mendapatkan kinerja prosesor yang lebih optimal tetapi lebih efisien dalam penggunaan daya.

Snapdragon 845

 

Qualcomm sendiri menaikkan kecepatan clock prosesor dari 4 inti utama menjadi 2.8 GHz, dimana sebelumnya 2.45 GHz di Snadpdragon 835. Kecepatan clock yang tinggi bisa mengerjakan lebih banyak task dalam satu waktu, hanya saja semakin tinggi clock semakin besar daya dibutuhkan dan semakin tinggi panas dihasilkan.

Bayangkan saja ketika kita lari biasa dan lari sprint, saat kita berlari secepat mungkin, degup jantung kita akan lebih kencang atau lebih banyak detaknya per-menit, inilah clock prosesor yang tinggi. Hasilnya kita akan merasa badan kita segera panas, haus, dan lebih cepat lelah karena kalori yang dibakar lebih banyak.

Inti Prosesor Kencang seperti Pelari Sprint

 

Ketika kita berlari sekencang mungkin, kita menyadari tidak berapa lama kecepatan lari pasti menurun, karena otomatis tubuh mendapat perintah otak untuk menjaga suhu jangan panas dan lebih irit menggunakan energi. Demikian juga dengan prosesor, jika dipaksa untuk berjalan terus di clock yang tertinggi, tidak berapa lama panas maximum akan tercapai dan otomatis prosesor akan mengurangi kecepatannya, kalau tidak akan berhenti bekerja.

Mirip kan dengan perlombaan lari sprint, ukuran jaraknya hanya terbatas, 100, 200, dan 400 meter agar pelari bisa berlari secepat mungkin, dibanding lari seperti marathon yang lebih membutuhkan endurance atau daya tahan dibanding kecepatan.

Jadi bagaimana prosesor baru yang berlari lebih cepat ini menghadapi persoalan penggunaan daya besar dan menghadapi panas?

 

Pertama LPP

Fabrikasi atau pembuatan chip beralih dari LPE ke LPP. SoC yang ukuran fisiknya kecil ini (kurang lebih 1cm x 1cm) menyimpan miliaran transistor di dalamnya. Snapdragon 845 dibuat oleh pabrikan chip Samsung dengan teknologi terbaru 10nm LPP FinFET. Sebelumnya Snapdragon 835 dibuat dengan teknologi 10nm LPE FinFET. Beda teknologi fabrikasi LPE (Low Power Early) dan LPP (Low Power Plus) ini memungkinkan kecepatan naik 10% sementara daya yang digunakan malah lebih irit 15%.

Ukuran dan bentuk asli SoC Snapdragon 845

 

Apa sih sebenarnya beda LPE dan LPP? Setiap proses pembuatan chip dengan teknologi baru, misalnya Snapdragon 835 menggunakan fabrikasi 10nm pertama kali -setelah chip pendahulunya Snapdragon 820 menggunakan fabrikasi 14nm- , pembuatan chip dengan teknologi dan ukuran yang lebih kecil ini saat dimulai akan dikenal sebagai proses LPE, karena proses ini menjadi proses awal (early), dimana tingkat keberhasilan masih dibayangi prosentase kegagalan yang cukup besar.

Setelah proses berjalan cukup lama, skill fabrikasi dan perbaikan bisa ditingkatkan dan masuk ke tahap FPP, dimana proses fabrikasi dan struktur transistor chip sudah ditemukan celah modifikasinya, sehingga bisa didapat proses pembuatan chip yang lebih stabil, lebih sedikit gagal, dan lebih advance yang dikenal sebagai LPP.

 

Kedua DynamIQ.

Banyaknya inti dari CPU ditujukan untuk efisiensi kerja CPU, biasanya gabungan CPU ini antara CPU yang bekerja cepat, dan CPU yang lebih lambat. Semakin cepat CPU semakin menghabiskan banyak daya dan menghasilkan panas yang besar. Tidak semua pekerjaan pada smartphone perlu menggunakan kecepatan prosesor yang tinggi.

Biasanya multiple cores atau inti prosesor ini dibagi berkelompok (cluster), untuk lebih efisien, mana pekerjaan yang harus ditangani prosesor kencang, mana pekerjaan yang cukup ditangani prosesor irit daya. Dua cluster CPU ini yang sering kita dengar dengan istilah big.LITTLE, pengembangan dari single cluster sebelumnya yang homogeneous.

DynamIQ dari ARM, teknologi cluster baru yang dikembangkan ARM, sehingga cluster cpu bisa menjadi gabungan dari core kedua cluster yang beragam, misalnya 1core big, dan 2 core LITTLE, atau 1 core big dan 4 core little, sehingga kebutuhan kinerja prosesor bisa semakin efisien disesuaikan dengan kebutuhan aplikasi yang berjalan.

DynamIQ Arm

 

Hal mudahnya misalnya kita anggap setiap inti prosesor adalah motor pengangkat beban. Dalam 8 core snapdragon 845, kita memiliki 4 core kencang dan 4 core efisien.

Anggap 4 core kencang ini 4 motor kuat, yang setiap motor sanggup mengangkat beban @40 kg dan menggunakan daya @200 watt.

Anggap 4 core efisien ini 4 motor yang sanggup mengangkat beban @10kg dan menggunakan daya @60 watt.

Jika ada beban 70 kg, kita menggunakan 2 buah motor kencang, maka akan ada kelebihan daya angkat 10 kg dan menggunakan daya 400 watt.

Dengan dynamiIQ, beban 70 kg ini bisa menggunakan kombinasi 1 motor kuat dan 3 motor efisien, dengan daya 200 watt + 180 watt, total 380 watt yang lebih efisien dan pas. Kira-kira demikian analogi cara kerja prosesor dengan DinamIQ, kerja prosesor yang sesuai dengan beban yang diterima.

 

Ketiga L2, L3 Cache, System cache

Ini rumitnya bicara soal SoC, banyak bagian-bagian dan istilah yang asing tetapi sebenarnya sangat menentukan kinerja, seperti cache.

Sebagian besar pengguna smartphone sekarang sudah mengerti betapa pentingnya RAM, sehingga salah satu komponen utama yang mereka pertimbangkan saat membeli smartphone adalah besarnya RAM. Intinya secara garis besar yang dimengerti orang banyak, semakin besar RAM semakin banyak aplikasi bisa standby di RAM dan instan dipanggil tanpa loading lagi.  

Teknologi RAM juga berkembang, biasanya smartphone hi-end akan menggunakan RAM yang lebih cepat dibanding smartphone kelas di bawahnya. Data yang ada di RAM akan lebih cepat diambil dan digunakan CPU, dibanding jika data tersebut masih tersimpan di dalam storage.

Akan tetapi secepat-cepatnya RAM, ada yang belipat-lipat lebih cepat, namanya cache. Pada Snapdragon 845, setiap core atau inti dibekali L2 cache,  @256 KB untuk inti CPU yang kencang, dan @128 KB untuk inti CPU yang efisien. Dan kali ini yang spesial ditambahkan L3 cache sebesar 2 MB yang bisa digunakan bersamaan oleh seluruh core.

Cache CPU

 

Bingung kan untuk apa cache ini?

Begini mudahnya. Bayangkan Snapdragon 845 dengan 8 core ini sebagai sebuah bengkel mobil. 8 core ini masing-masing adalah seorang montir. Setiap montir dilengkapi dengan kantung yang isinya biasanya peralatan standar yang selalu mereka gunakan, misalnya lampu senter, obeng, dan beberapa kunci pas.

Kantung ini adalah L2 cache. Data yang paling sering digunakan berulang oleh masing-masing CPU akan disimpan di sini, sehingga aksesnya cepat, seperti peralatan yang langsung ada di kantung montir.

Kemudian ada satu boks perkakas yang lebih komplit, mungkin isinya ada palu, kunci inggris, kunci ring lengkap, obeng berbagai ukuran, yang bisa diakses oleh seluruh montir bersamaan. Ini adalah L3 cache. Dengan cepat montir bisa mengambil peralatan umum dari boks ini, seperti L3 cache menyediakan data yang akan digunakan bersamaan oleh berbagai inti CPU.

RAM sendiri adalah lemari peralatan di bengkel yang besar. Sebelum ada L3 cache, setiap montir yang butuh peralatan harus mencarinya dulu dari lemari peralatan ini, lebih memakan waktu dan berjalan lebih jauh sehingga lebih butuh tenaga.

Dengan adanya L2 cache dan terutama L3 cache, kerja CPU mengambil data lebih efisien dan lebih cepat sehingga tidak boros energi.

Cache mirip seperti perkakas di bengkel

 

Snapdragon 845 juga menambahkan system cache sebesar 3MB. Kalau L2 dan L3 cache bekerja untuk berbagi penggunaan data pada CPU saja, system cache dibutuhkan untuk berbagi data antara bagian SoC, misalnya berbagi data antara CPU dan GPU (grafis).

System cache ini dibutuhkan selain lebih cepat dibanding RAM, juga lebih hemat daya. Dengan keberadaan system cache, 40-75% efisiensi bisa didapat dibanding mengambil data dari main memory atau RAM.

System Cache

 

Total cache memory di Snapdragon 845 sebeesar 6.5MB, ukuran yang cukup besar, mengingat ongkos pembuatan cache memory ini sangat mahal dibanding pembuatan RAM.

 

  1. Immersive Graphic

GPU baru, Adreno 630.

Karena smartphone selalu berurusan dengan tampilan layar, kehadiran GPU sangat penting. Chip yang khusus mengurus grafis ini senantiasa mendapat perhatian utama setelah CPU.

Adreno (anagram dari Radeon) chip grafis yang di desain sendiri oleh Qualcomm, dan sekarang sudah update dengan nama Adreno 630.

Salah satu kekuatan chip Snapdragon yang menonjol, ada dikemampuan grafis. Langkah yang bisa dikatakan sangat tepat ketika Qualcomm membeli divisi ATI Radeon dari AMD tahun 2009 dan mengembangkan chip grafis sendiri untuk mobile, yang hasilnya sering lebih baik dari standar chip grafis bawaan Arm, yang sering kita kenal dengan nama Arm Mali.

Secara singkat Adreno 630 Snapdragon 845 menawarkan 30% kecepatan grafis, sekaligus malah lebih efisien 30% dalam penggunaan daya dibanding pendahulunya Adreno 540 pada Snapdragon 835.

Sekarang ini bicara grafis di smartphone hi-end, tidak melulu bicara sekedar seperti tampilan monitor saja asal keluar gambar. Layar berkualitas bagus harus disertai chip grafis yang bagus untuk bisa optimal. Apakah warna yang dihasilkan sesuai, misalkan warna bunga merah akan terlihat berbeda-beda warnanya di setiap tipe smartphone.

Mungkin ada yang lebih gelap, ada yang lebih orange, ada yang lebih maroon. Ada acuan color space yang harus dimiliki baik layar dan kartu grafis untuk bisa tepat menampilkannya.

Color Space yang berbeda menghasilkan warna berbeda

 

Pada chip grafis adreno 630, color space yang disupport sekarang wide color space, menjadi Rec.2020. Color space ini sangat lebar, 72% lebih lebar dari standar sebelumnya sRGB Rec.709 , bahkan tetap lebih lebar 37% dari standar color space cinema 4K DCI-P3.

Sebenarnya belum ada layar yang bisa menampilkan semua color space Rec.2020 ini, kemungkinan Qualcomm mengantisipasi berkembangnya teknologi layar dan penggunaan teknologi quantum dot pada layar yang nanti bisa menampilkan color space ini, belum lagi Snapdragon 845 sudah mulai dipersiapkan bukan hanya pada smartphone, tetapi sudah menjadi prosesor pada PC/Notebook.

Jadi dengan color space baru ini, smartphone hi-end dengan layar bagus, akan tampil lebih bagus gambarnya, termasuk ketepatan warnanya jika dikalibrasi dengan benar.

Sekarang ini  smartphone hi-end sudah bertambah fungsi dengan berkembangnya teknologi Virtual Reality dan Augmented Reality, yang sekarang ditambah lagi dengan Mix Reality dan XR atau eXtended Reality. Chip grafis adreno 630 sudah dipersiapkan lebih untuk mengakomodir fungsi tambahan ini.

Pada “kacamata” VR yang menggunakan smartphone sebagai layar, ada kemajuan teknologi baru yang dibawa chip grafis adreno 630, 6DoF dan SLAM.

Bagi mereka yang pernah menggunakan VR, kita diajak pindah ke dunia lain, dunia virtual. Yang kurang dari dunia virtual adalah gerak gambar cenderung hanya mengikuti gerak kepala, dan posisi badan kita cenderung diam.

Untuk pengalaman yang lebih immersive atau kita masuk ke dalam dunia tersebut, ada sedikit bagian yang hilang dari teknologi yang lama, bagaimana jika badan kita membungkuk, apakah gambar yang kita lihat di VR lebih ke bawah? Bagaimana kalau kita melompat atau bahkan maju dan mundur, apakah gambar turut berubah seperti layaknya di dunia asli yang dilihat mata kita?

OculusGo Virtual Reality

Dengan teknologi 6DoF (Six Degree of Freedom) hal ini dimungkinkan, karena aksis sensor tidak hanya X, Y, dan Z sesuai gerak kepala kita, tetapi ditambah 3 aksis lagi, maju, mundur, kiri dan kanan, juga atas bawah.

Dengan 6DoF ini misalnya kita bermain game perang di VR, kita bisa menunduk untuk menghindari tembakan, atau meloncat untuk melihat lebih jauh, bahkan bisa berjalan, dan gambar yang ditampilkan layar mengikuti semua perubahan tersebut. SLAM sendiri (Simultaneous Localization and Mapping) bekerjasama dengan 6DoF untuk tepat mengetahui dan menempatkan dimana posisi kita pada dunia virtual.

Untuk lebih imersif, adreno 630 sanggup merender virtual reality dengan resolusi 2400×2400  dengan 120 fps untuk masing-masing mata, sehingga jika layar smartphone kita beresolusi tinggi, tampilan yang diperbesar pada VR, tidak pixelated dan terlihat lebih nyata baik dalam rendering dan halusnya pergerakkan animasi, 2 kali lebih rapat dan lebih halus dibanding teknologi yang ada sekarang.

Tidak cukup sampai disana, Qualcomm sangat serius untuk teknologi VR ini, karena Snapdragon tidak saja bisa dibenamkan pada smartphone, tetapi pada stand alone VR, sehingga pada penerapan keduanya dibenamkan teknologi tile-based foveation eye-tracking. 

Teknologi ini memungkinkan saat penggunaan VR, gerak mata kita dipantau, dan gambar yang ditampilkan memimik kemampuan mata kita pada dunia asli, yang pada bagian-bagian ujung mata kita sebenarnya gambar tidak terlihat detail atau sedikit blur. Selain membuat dunia virtual menjadi lebih nyata, teknologi ini lebih irit daya, karena bagian-bagian ujung di sudut mata ini tidak perlu di-render sempurna dengan detail.

 

  1. Hasil Kamera yang lebih baik

Seringkali pengguna smartphone hanya memperhatikan sensor yang digunakan kamera, setelah angka mega pixel. Sebagus apapun sensor kamera, besaran mega pixel dan lensa kamera yang digunakan, tidak akan berarti jika bagian dari SoC yang dinamai ISP (Image Signal Processor) tidak bekerja dengan baik.

Snapdragon 845 meneruskan ketenaran ISP spectranya dengan spectra 280. Tugas utama dari ISP ini menterjemahkan sinyal yang diterima sensor kamera menjadi gambar hasil foto yang bisa kita lihat. 

Pixel-pixel pada sensor kamera sebenarnya hanya menangkap cahaya, tugas ISP ini menentukan setiap pixel menangkap cahaya berwarna apa, kemudian menterjemahkannya menjadi gambar.

Spectra 280 mendukung multiframe, jadi saat shutter kamera ditekan, walau kesannya hanya memotret satu kali, sebenarnya diambil beberapa gambar sekaligus, yang kemudian oleh ISP ini digabungkan menjadi satu gambar yang lebih detail dan mengurangi noise. Multiframe ini sangat baik untuk foto di kondisi lowlight atau temaram, dan ISP ini juga dilengkapi dengan accelerated image stabilization , supaya multiple frame ini bisa diambil dalam posisi steady.

Kecepatan fokus kamera kira juga ditentukan oleh ISP,  yang sudah mendukung hybrid autofocus yang mendukung dual phase detection untuk fokus lebih cepat. Kecepatan fokus ini selain berguna pada foto, terasa sangat dibutuhkan pada video karena fokus objek yang berganti dengan cepat.

Tergantung vendor, ISP spectra 280 support 3 konfigurasi kamera. Satu kamera hingga 16 MP HFR (high frame rate) zero shutter lag 60 fps (slow motion), atau dua kamera hingga 16 MP +16 MP 30fps, atau satu kamera 32 MP 30fps.

Untuk perekaman video spectra ISP ini menawarkan resolusi baru, video dengan ukuran UHD 4K (3840 x 2160) yang mendukung HDR 10bit dengan color space Rec.2020.

High Frame Rate Slow Motion Video (ilustrasi)

 

Untuk slow motion video fps nya meningkat 2x lipat, 480 fps untuk resolusi 720P. Dengan frame rate 480 ini, kita bisa mengambil video slow motion yang lebih dramatis, misalnya percikan air, gerak binatang peliharaan berlari, rembetan api, barang jatuh, dan lain sebagainya.

Satu fitur yang sedang trend, pengenalan wajah secara 3D atau deep sensing, ternyata dilakukan juga oleh ISP. Kemampuan ini bisa digunakan banyak aplikasi dari security unlock, hingga menentukan bagaimana post processing foto dilakukan dengan tepat untuk setiap karakter wajah berbeda.

 

  1. Artificial Intelligence Hexagon 685 DSP

Banyak yang mengira, Apple dengan chip A11 Bionic, dan Huawei dengan Kirin 970 adalah prosesor pertama yang memiliki chip Artificial Intelligence, atau kecerdasan buatan. Sebenarnya sekarang Hexagon DSP dari Qualcomm sudah generasi ke-3, dan DSP ini sudah sejak awal mulai menerapkan AI.

DSP atau Digital Signal Processor sebenarnya adalah co-processor yang peranan spesifiknya sangat penting. DSP ini salah satu fungsi utamanya mengatur banyak sensor di smartphone, jadi saat smartphone kita standby, DSP ini yang terus “bangun” memberikan notifikasi, membunyikan telepon, menyalakan layar saat telepon diangkat, tahu posisi sedang di dalam tas, dan lain sebagainya.

Berbeda dengan Apple atau Huawei yang khusus menanamkan AI dalam chip khusus neural, Qualcomm meletakkan kemampuan AI lebih dalam penggunaan DSP, yang akhi digabungkan dengan CPU dan GPU, tergantung aplikasi dikembangkan developer. (… tulisan berhenti di sini dan kemudian lupa :-))

 

Ditulis lanjutan, akhir November 2018

Sampai batas ini, hampir satu tahun sejak Snapdragon 845 diperkenalkan, saya “baru sempat” melanjutkan lagi tulisan ini. Jadi di bagian ini saya sudah mencoba chip SD 845 ini sejak masih digunakan smartphone prototype, saat diundang awal tahun 2018 ke kantor pusat Qualcomm di San Diego Amerika serikat, dan digunakan berbagai smartphone hi-end sepanjang tahun 2018 ini. Jadi lanjutan tulisan ini bukan sekedar perkiraan teori lagi semata seperti di atas, tetapi bisa jadi termasuk analisa bagimana kinerja chip Snapdragon 845 selama ini.

Lanjutan Hexagon 685 DSP

AI sekarang memperlihatkan peran yang sangat penting di dalam chip mobile. Sebenarnya AI atau machine learning ini mengerjakan satu tugas spesifik, vector math. Chip khusus atau NPU (Neural Processing Unit) bisa bekerja efektif, mengerjakan keperluan AI langsung di unit tanpa harus mengirimkan dan menganalisanya di server. 

Machine Learning atau AI sebenarnya bisa berjalan di CPU atau GPU, tetapi akan kurang optimal dalam kecepatan. Task khusus untuk vector math ini akan lebih cepat dikerjakan oleh chip yang lebih spesifik pekerjaannya, ini seperti seseorang yang setiap hari mengerjakan rutinitas pekerjaan yang sama yang akan membuatnya trampil dan bisa bekerja sangat cepat.

Kecepatan machine learning lewat CPU dan DSP

 

Kita megenal AI sekarang membantu banyak dalam fotografi, misalnya mengenali scene, benda, wajah, dan akan terus dikembangkan seperti menganalisa aplikasi, games, dan memberikan pertimbangan hardware dan software apa yang harus di-push untuk memberikan pengalaman terbaik, termasuk mengenali setiap kebiasaan pengguna dan memberikan kinerja yang cocok untuk efisiensi baterai.

 

AI sekarang seperti menjadi tenaga baru untuk device mobile mengatasi keterbatasannya, salah satunya kita lihat misal pada kemampuan kamera smartphone Pixel dari Google. Dengan AI, sebuah single camera bisa melakukan banyak kemampuan seperti foto bokeh yang bagus, zoom digital yang jelas, dan foto malam hari yang luar biasa. Begitu juga kemampuan menghasilkan foto dengan dynamic range yang spesial dari smartphone Google Pixel yg disebut HDR+, semua bisa dilakukan karena Hexagon DSP ini.

DSP yang menjadi co-processor untuk machine learning ini support berbagai framework, seperti Tensor Flow dan Tensor Flow Lite dari Google, Caffe2 milik Facebook, dan ONNX. Ini memudahkan para developer dalam mengimplementasikan aplikasi mereka yang berbasis machine learning.

Filter-filter kamera pada Facebook Messenger yang mirip Snapchat dan masking pada video, bisa dilakukan karena support dari DSP dan framework ini.

Saya sempat ngobrol dengan Travis Lannier, Senior Director Product Manager Qualcomm, soal kemampuan AI yang dimiliki SoC Snapdragon tetapi tidak dipahami banyak orang, karena Qualcomm memperkenalkannya sebagai Hexagon DSP, padahal machine learning ini sudah dikerjakan oleh Qualcomm cukup lama. Ia mengatakan, sepertinya penamaan Qualcomm untuk teknologi ini terlihat kurang keren ya, Neural Processing Unit chip atau AI chip terdengar lebih keren 🙂

Semakin banyak tugas AI yang bisa dikerjakan oleh device langsung, semakin cepat kinerja dihasilkan. Kita kemungkinan akan melihat chip AI khusus ini akan mendapatkan perhatian spesial di Snapdragon berikutnya, dan akan melihat banyak fitur-fitur baru bisa dihasilkan oleh chip AI.

 

  1. X20 Modem dan WiFi

Kebanyakan dari kita hanya memusatkan perhatian kepada kinerja prosesor baik CPU maupun GPU, tetapi lupa bahwa tanpa koneksi data yang bagus dan cepat, smartphone mahal pun tidak banyak berguna, karena sebagian besar aplikasi yang kita gunakan berbasis koneksi data.

Qualcomm pada brosur di webnya senantiasa menempatkan kecepatan koneksi ini sebagai bagian pertama, dibanding CPU dan GPU.

Koneksi data yang terus menerus ini yang sebenarnya mentenagai smartphone kita untuk memberikan informasi terbaru setiap saat. Koneksi data ini juga yang mendorong chip mobile seperti Snapdragon akan digunakan untuk notebook, yang diperkenalkan pada saat launching Snapdragon 845.

Notebook yang ditenagai Qualcomm Snapdragon, always connect

 

Notebook yang kebanyakan menggunakan prosesor Intel atau AMD, akan ada varian dengan chip mobile seperti Qualcomm dengan keuntungan koneksi data yang terus menerus walau laptop sedang standby (seperti smartphone), dan penggunaan baterai yang sangat irit. Laptop atau Notebook seperti ini akan menarik untuk orang-orang yang banyak bekerja dengan laptop di lapangan, tanpa harus memusingkan charger dan mencari WiFi.

X20 modem secara teori bisa mencapai kecepatan download hingga 1.2 Gbps dengan Cat 18, dan uplink hingga 150 Mbps dengan Cat 13.

Teknologi modem ini mendukung 5 CA atau carrier aggregation, jadi misalnya operator kita bekerja di beberapa band frekuensi, anggaplah sampai 5 saluran (frekuensi), maka kita bisa menggunakan seluruh jalur ini untuk mengirimkan dan menerima data, sehingga kecepatannya akan masif.

Modem ini pula yang mendukung kita bisa menggunakan dual SIM termasuk teknologi Dual VoLTE, voice over LTE, dimana jika operator sudah mendukung, suara kita bisa dibawa sebagai paket data dengan hasil yang lebih jernih atau HD voice, dibanding teknologi analog yang masih sering kita gunakan dimana saat kita bicara di telepon, koneksi kita akan berpindah ke 2G.

 

Banyak teknologi menarik dari modem yang terus berkembang, cuma memang banyak istilah yang tidak mudah dimengerti, istilah-istilah teknologi penting yang membuat koneksi mobile bisa menjadi superior. Misalnya teknologi penggunaan multiple antenna yang dikenal sebagai MIMO, multiple input dan multiple output, dimana sinyal difilter tidak dari yang paling kuat saja, tetapi bisa digunakan bersamaan, dan modem X20 ini sudah mendukung 4×4 MIMO.

Kecepatan modem ini yang menjadi salah satu obsesi dari Qualcomm untuk dikembangkan serius mencapai kecepatan yang lebih tinggi, dan saat artikel ini ditulis saya sudah menyaksikan testing modem Qualcomm yang lebih baru X50, yang akan digunakan untuk 5G, dimana Qualcomm menjadi salah satu pionirnya.

Banyak negara sedang berlomba-lomba membangun jaringan 5G ini, karena jaringan baru ini bukan sekedar hanya dipertimbangkan dari sisi kecepatan, tetapi akan disruptif dan membuat dunia berubah dari banyak sisi, seperti penggunaan IoT yang masif, otomasi industri, smart car, smart city, dan lain sebagainya.

5G NewRadio, di tahun 2019

 

FYI, kadangkala kemampuan modem yang hebat ini sering di”sunat” oleh vendor, jadi tidak semua smartphone dengan Snapdragon 845 memiliki kemampuan koneksi data seperti yang bisa dihasilkan modem X20 ini, mungkin vendor melihat dari sisi dimana smartphone akan diual berkaitan dengan ketersediaan jaringan operator, atau demi menghemat biaya produksi.

 

  1. Security chip

Ketika semua device sudah mudah terhubung, ancaman yang selalu ditakuti adalah keamanan dan kebocoran data. Berbagai cara oleh hacker dicoba untuk membobol data pengguna dengan berbagai cara.

Smartphone menjadi salah satu sumber data kita yang paling lengkap sekarang, dengan siapa kita berhubungan, foto-foto di dalamnya, dokumen penting, password media sosial hingga data bank, digital payment, dan lain sebagainya.

Smartphone sekarang setidaknya memiliki keamanan biometrik, bisa fingerprint, wajah, atau iris mata untuk melindungi pintu utama smartphone yg kita kenal dengan unlock screen. Dimana data-data biometrik kita disimpan setelah terekam? Apakah ada di server, dan dalam bentuk apa?

Ketika fingerprint unlock masih awal-awal diperkenalkan, HTC pernah disorot karena menaruh datanya dalam bentuk note yang bisa di copy. Sekarang hal ini tidak boleh terjadi lagi, data biometrik kita paling aman tetap ada di smartphone tanpa direkam ke server, berarti untuk keamanannya dibutuhkan security level hardware.

Ultrasonic Fingerprint

 

Snapdragon 845 dilengkapi dengan SPU, Secure Processing Unit. Ini seperti kita memiliki lemari besi di dalam rumah. Dimana jika pintu rumah berhasil di jebol, data penting masih tetap aman dalam lemari besi.

Keamanan data level hardware ini yang menyebabkan mengapa kalau kita berganti smartphone, atau me-reset smartphone, kita harus mulai memasukkan lagi data biometrik secara manual, tanpa bisa lewat restore.

Beberapa vendor memanfaatkan level security hardware ini juga untuk meletakkan data lain yang krusial, misalnya memisahkan antara data pekerjaan dan data pribadi, sehingga dalam satu smartphone seolah-olah ada 2 profil.

 

  1. Fast Charging

Karena semakin bergantungnya banyak orang dengan smartphone, menatap dan menggunakannya setiap waktu, seringkali smartphone dengan level kecepatan tinggi tidak bisa sekedar hanya membesarkan kapasitas baterai, tetapi juga perlu dipikirkan bagaimana men-charge ulang dalam waktu yang sesingkat-singkatnya tanpa melupakan faktor keamanan dari panas, terbakar, dan umur baterai.

Fast charging yang sekarang bermacam-macam standar yang dikembangkan oleh banyak vendor menjadi salah satu fitur yang dipikirkan pembeli, agar baterai smartphone bisa segera diisi ulang dan digunakan kembali.

 

Teknologi pengisian cepat yang dikembangkan Qualcomm dinamai Quick Charging, kadang disingkat QC, dan sekarang sudah sampai QC 4+ dengan Snapdragon 845. Secara teori dengan charger yang mendukung, baterai bisa diisi 50% dalam waktu hanya 15 menit.

 

  1. Audio

SoC Snapdragon dilengkapi chip audio milik Qualcomm yang dinamai Aqstic. Kita sering mengira kalau chip audio ini berperan “hanya” sebagai Hi-Fi DAC, atau Digital to Analog Converter, chip yang mengubah sinyal digital menjadi analog agar bisa didengar oleh telinga.

Chip Aqstic fungsinya lebih dari itu, termasuk mengontrol mic, untuk mengetahui arah sumber suara, menghilangkan noise, dan lain sebagainya.

Misalkan teknologi Ozo Audio dari Nokia, yang bisa membuat perekaman suara spatial audio, mengetahui arah sumber suara, chip audio Aqstic ini yang bekerja “mendengarkan” ketiga buah mic dan tahu darimana sumber suaranya.

Atau teknologi audio zoom dari HTC, dimana saat kamera di zoom, sumber suara juga akan lebih fokus ke objek yang di zoom.

Chip audio ini dibuat dengan teknologi tinggi dan sangat mementingkan efisiensi daya, dimana Qualcomm memiliki lab audio tersendiri yang sempat saya kunjungi di markar besarnya. Salah satu pentingnya efisiensi daya, karena chip ini selalu standby, salah satunya untuk “selalu mendengar” , dan kita sudah merasakan manfaatnya saat bisa memanggil “OK Google” tanpa menekan tombol atau menyalakan smartphone,  dan smartphone langsung bereaksi. Ini dimungkinkan karena chip audio yang selalu siaga.

Lab Audio Qualcomm

 

Salah satu tugas chip audio ini juga bisa mensimulasi suara sedemikian rupa, sehingga telinga kita bisa mendengar dari mana arah suara, apakah dari belakang, dari depan, dari samping, dll, tanpa harus menggunakan banyak speaker seperti yang digunakan home theater atau gedung bioskop. Pada lab audio Qualcomm kita bisa menemukan soundbar yang diletakkan di depan televisi dan menghasilkan suara 3D.

Teknologi suara 3D ini juga diperlukan untuk perangkat VR atau virtual reality, untuk memberikan simulasi suara yang terasa real pada dunia virtual, dan salah satu bukti teknologi ini bisa kita coba di Oculus VR, tanpa menggunakan earphone, speaker dari Oculus VR bisa menghasilkan suara 3D seolah-olah kita mendengarkan suara dari berbagai arah sesuai aplikasi yang sedang kita gunakan.

 

What Next

Dari cerita yang panjang di atas, kita sekarang sedikit mendapat gambaran, mengapa para vendor smartphone, bisa menghasilkan teknologi-teknologi smartphone yang hebat dan saling bersaing.

Sebenarnya sebagian besar teknologi tersebut sudah didukung oleh otak chip yang berukuran sangat kecil,  dimana setiap tahun chip ini dibuat dengan fabrikasi yang semakin kecil, dan semakin banyak transistor bisa dibenamkan di dalamnya untuk bekerja lebih maksimal.

The new Snapdragon akan dibuat dengan fabrikasi yang lebih baru 7nm, dan akan direlease resmi dalam beberapa hari ini, tgl 4 Desember 2018. Kabarnya chip ini akan meningkat banyak dari sisi kecepatan kinerja dan kemampuan. Nanti akan kita bahas lebih dalam ketika chip baru ini sudah diperkenalkan.

Chip Wafer

 

Tahun 2019 kita akan melihat banyak device hi-end  baru akan berlomba-lomba merebut perhatian dengan menggunakan chipset ini di dalamnya, mungkin tidak hanya smartphone, tetapi kemajuan juga akan dibuat untuk device lain, seperti VR, tablet dan laptop.

Data di tahun 2017 menunjukkan 42% smartphone di dunia yang beredar menggunakan SoC buatan Qualcomm. Dengan perkembangan teknologi yang masif sekarang ini seperti kehadiran IoT, smart car, smart city, dan new 5G network, sepertinya pasar chip Qualcomm ini akan terus berkembang.

Kita tunggu saja.

 

  1. Iwan on

    Saya kadang bingung seperti ini Pak. Kenapa para pabrikan ponsel untuk kelas menengah mereka memakai processor kelas menengah terbaru (misalnya SD 660), kenapa tidak ada yg menggunakan processor terbaik tahun lalu (misalnya ketimbang harus menggunakan SD 660 kenapa tidak menggunakan SD 835?). Terima kasih

    • Lucky on

      Banyak pertimbangan dari vendor untuk menggunakan SoC versi apa, krn menyangkut juga penggunaan hardware lain. Mid-range SoC biasanya unggul dipenggunaan daya baterai yang lebih irit, ini mungkin dianggap lebih penting untuk target pasar dibanding sisi kecepatan yg ditawarkan SoC hi-end lawas.

Leave a Reply

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.