GPU ADRENO SERIE 4X
Quando si parla di grafica però ovviamente la prima cosa che viene in mente è la GPU e Qualcomm è all’avanguardia anche in questo settore, grazie alle proprie soluzioni Adreno completamente programmabili, a basso consumo e ad alta efficienza. Gli ultimi modelli in particolare, come la Adreno 320 o la 420 del recente Snapdragon 805, offrono supporto a tutte le ultime librerie grafiche come le OpenGL ES 3.0 e le ancora più avanzate specifiche DirectX11FL_11_2 e soprattutto alle specifiche Khronos OpenGL ES, le API primarie per il gaming su Android.
Molto interessante è anche il supporto fornito dalle Adreno 4x alla tecnologia di rendering dinamico FlexRender, che consente alle GPU di scegliere tra due modalità di rendering, immediate/direct mode e deferred/tile-based, così da elaborare i diversi task, come ad esempio l'interfaccia grafica piuttosto di un gioco, in maniera più efficiente.
Al fine di supportare tutte le nuove funzioni previste dalle ultime librerie, i sottosistemi grafici della famiglia Adreno 4x hanno esteso la propria architettura a shader unificati aggiungendo diverse nuova unità, come ad esempio quelle dedicate a geometria e tassellatura. Quest'ultima è una tecnica che consente di ottenere un più elevato livello di dettaglio nei giochi consumando al contempo meno bandwidth e assorbendo meno energia: con la tassellatura i poligoni vengono infatti aumentati durante il rendering finale, con un risparmio di risorse di calcolo notevole perché i dati iniziali da trasmettere sono relativamente pochi.
Ma una GPU ha anche bisogno di ricevere costantemente i dati da elaborare, pena un calo spesso vistoso nel framerate. Per questo motivo il controller di memoria adottato dagli Snapdragon è pensato per supportare il throughput e le latenze dei diversi engine, massimizzando al contempo l'utilizzo della banda e contenendo i consumi. Un impiego intelligente dei meccanismi di cache inoltre consente di ridurre gli accessi diretti alle DRAM da parte della maggior parte dei vari engine.
Vi sembra eccezionale? Preparatevi a ricredervi perché Qualcomm ha già annunciato una nuova GPU, Adreno 430, integrata nei prossimi processori Snapdragon top di gamma, che assicurerà supporto per le API OpenGL ES 3.1 e prestazioni del 30% superiori all'Adreno 420 nella grafica 3D e del 100% superiori nel GPGPU nonostante consumi inferiori del 20%.
DISPLAY ENGINE, VIDEO ENGINE e AUDIO DSP
Come dicevamo però all'interno dei SoC Qualcomm la GPU non è l'unico componente specializzato. Per la gestione dello schermo, o di monitor esterni, troviamo infatti anche un display engine. Uno schermo di qualità con una risoluzione elevata è infatti capace di migliorare decisamente l'esperienza di gioco, per questo il chipmaker californiano ha adottato un engine dedicato esclusivamente al miglioramento delle immagini, alla loro composizione e al supporto per pannelli di risoluzione elevata, fino a 3840 x 2160 pixel.
Tra le tecnologie gestite dal display engine ne troviamo due in particolare che vale la pena ricordare, TruPalette ed EcoPix, due set di funzioni che includono algoritmi di post-elaborazione che consentono di ottenere un'immagine di qualità superiore, tramite la regolazione del colore, del rapporto di contrasto e il contenimento degli artefatti dovuti allo scaling della risoluzione ma anche di altre tecniche. Ad esempio, EcoPix utilizza una soluzione che, agendo sui toni delle immagini, le rende più visibili anche in piena luce senza per questo andare a incidere negativamente sui consumi complessivi a causa dell’aumento dell'intensità della retroilluminazione, come fanno invece altre tecnologie meno evolute. Il display engine inoltre si occupa anche di processare in maniera efficiente le immagini trasmesse all'esterno, sia tramite connessione cablata, ad esempio HDMI, che wireless, tramite Miracast.
Il DSP Qualcomm Hexagon invece è dedicato all'audio, una componente fondamentale per un'esperienza di gioco immersiva. Grazie alle sue capacità di calcolo in tempo reale Hexagon offre una riproduzione con qualità CD (24-bit/96 kHz), il supporto a sistemi audio fino a 7.1 canali e la capacità di tenere in sincrono audio e video. Qualcomm infine collabora anche con giganti del settore come DTS e Dolby per fornire sempre il miglior supporto a tutte le tecnologie di miglioramento audio.
Un’altra componente dedicata dei SoC Qualcomm è il video engine (VPU), importante non solo nel gaming ma anche nell'intrattenimento quotidiano. Il componente infatti si occupa ad esempio di decodificare via hardware i video pre-renderizzati che inframmezzano il gaming in molti titoli videoludici, ma anche i filmati H.265 HEVC. In tutti questi ambiti l'impiego di un engine specializzato al posto della CPU abbatte i consumi mantenendo inalterato il framerate indispensabile affinché essi appaiano fluidi.
CONNESSIONI WIRELESS E SUPPORTO A INPUT MULTIPLI
Una connessione wireless efficiente è un altro aspetto cruciale quando si parla di gaming online, dove una manciata di millisecondi può fare la differenza tra perdere e vincere. A tal proposito Qualcomm è da sempre all'avanguardia, integrando da tempo moduli wireless di tipo Wi-Fi 802.11ac e 3G/4G-LTE nei propri SoC. L'atteso Snapdragon 810, un octa-core a 64 bit, integrerà ad esempio un modem multimode Cat 6 LTE Advanced con velocità in download fino a 300 Mbps.
E che dire delle modalità di input? Oggi molti titoli consentono di interagire in diversi modi, tramite touch, gesture, movimenti del device o controller e tutti devono avere una latenza bassissima per risultare efficaci. Ancora una volta Qualcomm ha la soluzione vincente poiché ad esempio il suo sensor engine consente di gestire i complessi calcoli legati ai rilevamenti dei vari sensori di movimento in maniera efficiente e con consumi bassi.
TECNOLOGIE DI CONTENIMENTO DEI CONSUMI E DELLE TEMPERATURE
Assorbimenti energetici elevati non solo diminuiscono significativamente la durata della batteria ma producono anche temperature elevate, che vanno a incidere negativamente sul comfort d'uso. Per ridurre entrambi gli inconvenienti i processori Snapdragon sono progettati per utilizzare sofisticati algoritmi che gestiscono l'alimentazione in base alle esigenze del carico di lavoro. Grazie a tecniche di DCVS (Dynamic Clock and Voltage Scaling) è infatti possibile variare dinamicamente le frequenze di clock e le tensioni delle diverse engine.
La GPU Adreno 420 inoltre offre livelli di controllo di potenza molto granulari ed utilizza anche tecniche di Z-Reject, evitando di calcolare i pixel che poi non saranno visibili a schermo perché coperti da altri. Molti dei motori specializzati inoltre utilizzano tecniche di risparmio energetico innovative. Ad esempio, il motore di visualizzazione utilizza anche uno schema di compressione proprietario chiamato frame buffer Compression (FBC), che comprime i dati di visualizzazione fino al 66 % prima della trasmissione, senza perdita di qualità visiva.
