Sebenarnya semakin kita tidak tahu, kita akan lebih mudah menghujat. Semakin kita banyak tahu, kita akan melihat dengan perspektif yang berbeda.
Ini yang terjadi dengan chipset buatan Samsung, Exynos. Tahun lalu chipset ini habis di-bully. Dan seringkali sang pem-bully juga tidak update, dan menganggap kondisi tersebut permanen selamanya. Kasihan.
Kali ini saya mau berbagi soal SoC (System on Chip) atau chipset. Kadang orang-orang masih menyebutnya prosesor. Sebenarnya bedanya begini, prosesor itu dulu lebih mengarah ke CPU, chip yang tugasnya menghitung proses aritmetika, sementara SoC itu sekumpulan chip terintegrasi dalam satu sirkuit.
Mudahnya begini, prosesor itu seperti perumahan, isinya hanya rumah dan rumah, fungsinya satu, untuk tempat tinggal.
Soc itu seperti kota satelit, isinya tidak hanya rumah, ada pertokoan, sarana olahraga, tempat rekreasi, rumah ibadah, dll, terintegrasi dalam satu area.
Nah kembali lagi ke chipset Exynos, nama chipset buatan Samsung, saya mau bercerita lebih banyak melalui SoC nya yang terbaru, Exynos 2100 yang membawa angin segar perubahan.
Karena buat sebagian orang malas untuk baca tentang SoC, menganggapnya sulit, saya akan berusaha menerangkannya semudah mungkin. Saya harap dengan kita mengerti tentang SoC, kita selalu punya perspektif yang berbeda, bukan sekedar pem-bully berdasarkan katanya dari data dan pengetahuan yang kurang lengkap..
Karena kalau diterangkan menyeluruh tentang SoC ini akan panjaaaaang banget, saya akan membagi 2 bagian dan bercerita hal yang penting saja. Pertama tentang Basic Exynos 2100, kemudian pada bagian lain nanti saya sambung dengan test kinerja Real World nya untuk membuktikan apakah Exynos 2100 ini SoC yang bagus atau kentang.
The Basic
Fabrikasi 5nm
Chipset atau SoC Exynos 2100 ini ukurannya kecil, panjang dan lebarnya paling 1cm-an. Di fabrikasi atau process dengan teknologi terbaru 5nm
Apa sih fabrikasi 5nm? Sekecil apa? Pengaruhnya apa?
Kalau kita ingat saat kita sekolah dulu belajar satuan metrik, kan ada meter, desimeter, centimeter, milimeter, dst.
1 meter sama dengan 100 cm.
Nah di bawah milimeter ini satuannya mikrometer.
Di bawah micrometer ini satuannya baru nanometer.
Terus masih ada picometer, femtometer dan seterusnya, yang mungkin kita tidak pernah dengar kecuali kita sekolah fisika.
Milimeter itu masih bisa kita lihat dengan mata, tetapi mulai mikrometer sudah tidak kasat mata, karena 1 mikrometer itu seperseribu milimeter.
Untuk membayangkan seberapa kecil 5nm atau nanometer, kita ambil sehelai rambut.
Kalau sehelai rambut yang tipis ini kita potong di bagian tengah, rata-rata ukuran diameternya 100 mikrometer.
100 mikrometer itu 100.000 nanometer.
Jadi 5 nanometer itu 20.000 kali lebih kecil dari diameter rambut, atau setipis penampang rambut diiris atau dibelah 20 ribu kali.
Super duper tipis, jauh lebih kecil daripada ukuran virus covid-19
Apa sih dalamnya chipset ini? Transistor.
Dengan ukuran fabrikasi 7nm di dalam chip seukuran 1×1 cm ini terdapat 8-10 miliar transistor.
Kalau kita ganti fabrikasinya dengan 5nm, maka di chip ukuran yang sama ini bisa terdapat sekitar 15 miliar transistor.
Aplikasi yang kita jalankan di smartphone sebenarnya berisi serangkaian instruksi dalam kode biner angka 0 dan 1. Dan kerja transistor ini seperti saklar hanya 1 atau on, 0 atau off.
Anggap chipset ini adalah sebuah pabrik baju. Dan setiap transistor adalah pekerjanya.
Dengan mengganti fabrikasi dari 7nm ke 5nm kita seperti menambah jumlah pekerja. Dengan bertambahnya jumlah pekerja, maka pekerjaan bisa dikerjakan lebih cepat, atau lebih banyak pekerjaan bisa dilakukan dalam waktu bersamaan.
Dengan semakin banyaknya transistor, perancang chipset bisa mengelompokkannya menjadi kelompok kerja tugas. Misalnya saat ini AI menjadi sangat penting, bisa membuat kemampuan AI yang lebih tinggi, atau ISP kamera yang lebih mumpuni dan lebih cepat prosesnya, atau grafis yang lebih mumpuni untuk bermain game, dll.
Karena ukurannya lebih kecil, maka untuk bekerja dibutuhkan daya yang lebih kecil pula, makanya setiap kemajuan teknologi chipset, selain lebih cepat, malah juga lebih irit daya. Ini dibutuhkan karena aplikasi, sensor, dan teknologi lain di smartphone semakin bertambah, juga penggunaan makin lama, jadi dibutuhkan efisiensi agar baterai bisa bertahan lebih lama.
Di dunia ini hanya Samsung yang memiliki divisi smartphone sekaligus pembuat chipset dan punya pabriknya.
Qualcomm atau Mediatek, Kirin, disebut sebagai fabless semiconductor, perancang chipset tetapi tidak punya pabrik, jadi pembuatannya diserahkan ke pihak ketiga.
Sekarang ini hanya 2 pabrik semikonduktor yang memiliki teknologi 5nm, Samsung dan TSMC Taiwan.
Tidak banyak perusahaan mau berinvestasi di pabrik semikonduktor, karena butuh waktu lama, tahunan untuk baru bisa berjalan, dan nilai investasinya sangat-sangat mahal.
Karena ukuran yang sangat kecil, untuk mencetak transistor harus digunakan mesin EUV (Extreme Ultraviolet Lithography), anggap saja seperti printer tetapi bukan dengan tinta, melainkan sinar ultraviolet.
Satu mesin EUV terdiri dari 100 ribu komponen, dan harganya bisa 1.7 triliun rupiah. Pembuat mesin EUV ini juga terbatas, salah satunya yang terbaik ASML dari Belanda, yang dalam satu tahun rata-rata hanya bisa membuat 35 buah mesin.
Tentu saja kalau mau membuat pabrik silikon tidak bisa 1 mesin saja bukan, belum lagi gedung, para ahli, R&D, cabang, dll. Jadi nilai investasinya bisa puluhan hingga ratusan triliun rupiah.
SoC Arsitektur
Setiap desain SoC atau chipset, harus mengikuti arsitektur tertentu untuk bisa kompatibel berjalan. Arm yang berkantor pusat di Cambridge UK, menjadi pembuat arsitektur SoC Mobile yang paling banyak digunakan saat ini, semua brand chipset dari Exynos, Qualcomm, Mediatek, Kirin, bahkan Apple Bionic, menggunakan arsitektur dari Arm ini.
Mudahnya kira-kira begini, setiap rumah boleh saja memiliki model dan warna masing-masing, tetapi aturan bakunya untuk bisa berdiri sama, harus punya pondasi, struktur dinding, dan atap. Begitu kira-kira prinsip arsitektur.
Arm selalu memperbaharui arsitekturnya setiap tahun, biasanya arsitektur yang baru lebih kencang dan efisien dalam penggunaan daya.
Kali ini ada yang berbeda dari ARM sebagai pembuat dasar arsitektur-nya.
Biasanya setiap flagship chipset hanya punya 2 macam arsitektur inti, pertama inti yang cepat untuk menangani aplikasi-aplikasi berat, seperti edit video, foto, gaming, dan inti efisien, untuk menangani aplikasi-aplikasi standar, seperti membaca email, media sosial, dll.
Sekarang ini ARM mengeluarkan 3 macam inti arsitektur yang berupa inti yang cepat, dan inti yang lebih cepat, selain inti atau core yang efisien.
Perancang chipset bisa menggunakan 2 inti saja seperti standar, inti cepat dan efisien, atau mau ketiganya.
Dan Exynos 2100 menggunakan ketiga inti.
Jadi ada inti atau core yang namanya Arm Cortex A-78 sebagai inti cepat, dan ada yang lebih cepat yang dinamakan cortex X1.
Dan inti efisien cortex A-55
Exynos 2100 adalah chipset octacore atau dengan 8 inti terdiri dari:
1 core atau inti Cortex X1 dengan clock speed 2.9GHz
3 inti Cortex A-78 2.8GHz
4 inti Cortex A-55 2.2GHz
Clock speed ini seperti RPM pada mobil, semakin tinggi semakin memungkinkan mobil dipacu lebih cepat, tetapi juga akan lebih boros bensin dan lebih panas. Jadi maksimal clock speed ini harus diperhitungkan perancang chipset, agar kinerjanya bisa optimal.
Dengan adanya 3 inti ini nanti chipset bisa bekerja sesuai kebutuhan, pekerjaan sangat berat dan butuh cepat bisa dihandle utamanya oleh core X1, pekerjaan berat oleh A-78, dan pekerjaan standar cukup oleh A-55, agar terjadi keseimbangan selain kinerja juga efisiensi daya.
Tentu saja multicore ini bisa bekerja bersamaan sesuai beban dari aplikasi yang berjalan, misal 2 core A-55 dengan 1 core A-78 dan 1 Core X1.
Core atau inti X1 bisa dibuat salah satunya karena teknologi fabrikasi 5nm, kalau belum 5nm maka sulit diwujudkan untuk mencapai kecepatan tersebut dan keseimbangan dengan daya yang digunakan.
Kalau kita pernah nonton film seperti Fast n Furious, mungkin kenal istilah NOS, dimana ketika tombol pelepas NOS ditekan, maka mobil akan tiba-tiba bisa melesat lebih cepat. Nah inti X1 ini tugasnya seperti itu, untuk mem-boost kinerja CPU agar bisa melesat.
GPU
Bagian penting lain di SoC setelah CPU adalah GPU, yang ngurusin render grafis. Ini chipset paling krusial untuk gaming. GPU ini juga ada rancangan dari Arm, namanya Arm-Mali. Tetapi desainer chipset bisa menggunakan GPU lain, misal Power VR, atau seperti Qualcomm punya GPU sendiri yang dinamakan Adreno.
Exynos 2100 menggunakan Arm-Mali G78 MP14. Penamaan G78 ini biasanya sama dengan nama CPU cepatnya A-78, A untuk CPU, G untuk GPU.
MP14 menandakan banyaknya core GPU yang diusung, dalam hal ini berarti Exynos 2100 menggunakan 14 core atau inti GPU.
Arm Mali G78 sendiri maksimal bisa mendukung 24 cores atau inti. Jadi terserah desainer chip, ingin menggunakan berapa cores dan berapa tinggi clock speednya. Biasanya secara garis besar semakin banyak cores, clock speed di set rendah, untuk menghemat daya dan mengatasi panas, sementara cores sedikit clock speed tinggi.
Intinya setiap desainer meracik jumlah inti yang digunakan dan clock speed nya yang dianggap paling optimal, bisa merender grafis dengan baik dan efisien dalam penggunaan daya.
Banyak yang menganggap Arm-Mali ini tidak bertenaga. Tapi nanti di bagian kedua real world test nya saya akan memperlihatkan bagaimana kinerjanya menghadapi GPU lain.
Di chipset mendatang kabarnya Samsung bekerjasama dengan AMD akan mengganti GPU Arm Mali ini dengan chip grafis kerjasama Samsung dan AMD menggunakan RDNA 2, support Ray Tracing dan VRS (Variable Rate Shading).
AI, Artificial Intelligence
AI ini dibicarakan dimana-mana sekarang, dan kehadirannya menjadi berkah bagi kemajuan teknologi smartphone.
AI pada smartphone berangkat dari kemampuan vision atau pengenalan scene, itupun terbatas. Tetapi sekarang AI memegang peran penting di smartphone dari mengatur performa smartphone, efisiensi, editing, 3D, security, koneksi dengan device lain, hingga belajar kebiasaan pengguna secara custom.
AI ini kebanyakan sekarang pada chipset memiliki blok khusus yang sering disebut NPU (Neural Processing Unit). Tetapi sebenarnya AI bisa berjalan di banyak area, CPU, GPU, DSP.
Exynos 2100 memiliki 3 core NPU dan juga bekerja pada DSP (Digital Signal Processor). Kemampuan maksimalnya hingga 26 TOPS (Tera Operations Per Second) yang berarti AI dalam satu detik bisa mengerjakan 26 tera operasi komputasi.
Makanya sekarang di Galaxy S21 series yang menggunakan Exynos 2100, salah satu pemanfaatan AI seperti pengenalan scene atau objek, bisa berlangsung cepat untuk mendapatkan foto yg optimal, misalnya mengetahui kita sedang membidik objek berupa bulan, maka AI berupa super resolution akan diaktifkan, multiple frame foto dijalankan dalam 1 kali jepret, stabilisasi tanpa perlu tripod, dan editing maksimal untuk mendapatkan foto terbaik dan terjelas.
ISP dan DSP
Bicara kemampuan kamera yang sekarang menjadi fitur nomor 1 yang dicari pengguna smartphone, tidak bisa lepas dengan kemampuan ISP. ISP atau Image Signal Processor menjadi chip yang mengolah gambar yang direkam sensor kamera, menjadi foto atau video yang bisa kita lihat.
ISP dari Exynos 2100 bisa meng-handle kamera hingga 200MP, dan bisa terkoneksi dengan 6 sensor kamera sekaligus. Secara bersamaan ISP ini bisa menerima 4 input dari 4 kamera secara bersamaan.
ISP ini juga memungkinkan menggabungkan hasil dari multi kamera.
Misalnya pada multi kamera Galaxy S21 Ultra, ada 2 tele-lens. Untuk zooming yang jauh periscope tele lens akan mengisi bagian tengah foto, dan sisa sekelilingnya akan menggunakan hasil dari tele-lens satunya. Jadi hasil fotonya sebenarnya fusi dari 2 lensa untuk mendapatkan foto yang lebih baik dan detail.
Sementara itu proses audio, voice, ditangani oleh DSP (Digital Signal Processor). DSP juga bisa membantu pengolahan data dari ISP, seperti pengenalan wajah, computer vision dll.
DSP juga dikenal sebagai sensor yang always aware. Saat smartphone sedang tidak digunakan, maka otomatis CPU, GPU, dan chip lain “tidur” untuk menghemat daya, dan DSP ini yang tetap bekerja dengan daya yang kecil untuk berjaga, seperti saatnya ada pesan WA masuk, ada telp, alarm, dll. Kadang kita menyebutnya DSP ini merangkap sebagai satpam.
5G
Exynos 2100 menjadi chipset Samsung pertama yang sudah terintegrasi dengan modem 5G Sub-6 dan mmWave, dan WiFi 6e.
Kecepatan teoritikal download untuk Sub-6 bisa sampai 5.1Gbps, sementara mmWave-nya hingga 7.35Gbps.
Jadi kalau ada device yang menggunakan Exynos 2100, pasti mendukung 5G.
Untuk bahasan 5G ini sekarang sedang menarik, karena negara kita sudah memulainya, dan akan kita bahas dalam tulisan khusus next time
AMIGO
Untuk Exynos 2100, Samsung membenamkan teknologi AMIGO, advanced multi-IP governor.
Tugasnya menganalisa beban yang diberikan kepada CPU, GPU dan chipset lain untuk memberikan kinerja yang optimal dengan efisiensi daya sebaik mungkin.
AMIGO ini yang membuat Exynos 2100 sekarang bisa memberikan performa yang baik tetapi dengan daya tahan baterai yang panjang.
Dulu flagship Samsung yang menggunakan Exynos biasanya rata-rata perlu di charge 2x sehari, tetapi sekarang berbalik, pengguna Exynos seperti S21 Ultra bisa merasakan daya tahan yang sangat cukup untuk digunakan seharian berkat AMIGO.
Sementara secara basic, demikian cerita kita awal tentang SoC Exynos 2100, nanti akan kita lanjutkan dengan real test world nya, apakah memang dalam penggunaan sehari-hari kinerjanya benar bagus.
See ya!
Catatan: Artikel ini pernah tayang di Aplikasi Samsung Members, di link:
https://r1.community.samsung.com/t5/galaxy-s/exynos-2100-chipset-yang-bukan-kentang/td-p/10884799