Snapdragon 835: un 30% más fino y eficiente para un presente de dobles cámaras y realidad virtual

El anuncio de lo que iniciaría el 2017 para Qualcomm venía en octubre, confirmando que el siguiente procesador para móviles sería el Snapdragon 835 y no el 830 como se había rumoreado. Hoy el fabricante aprovecha el CES Las Vegas 2017 para ampliar la información, desvelando todas las características en detalle.

Como ya pudimos saber en aquel momento, el Snapdragon 835 es el primer SoC que se comercializa con transistores FinFET de 10 nanómetros, con lo que quieren conseguir un mayor desempeño y eficiencia. Y ahora ya conocemos los detalles de la estructura y capacidades del nuevo procesador que toma el relevo de los Snapdragon 820 y 821.

Con esta reducción de tamaño de los transistores, el Snapdragon 835 es un 30% más fino que su antecesor el Snapdragon 820. Así, a menor tamaño de los transistores mayor velocidad y ahorro energético, de ahí que se obtengan rendimientos un 27% mayores y se reduzca el consumo un 40% menos que los procesadores con transistores de 14 nanómetros. ¿Qué componentes y funcionamiento permiten tal mejora con respecto a lo anterior? Lo vemos en detalle.

La radiografía del Snapdragon 835

La idea que han puesto en marcha en este nuevo SoC es que cada aspecto a cubrir tenga su propia unidad, de modo que si comparamos la estructura del 835 con la del 821 veremos que el primero dispone de un mayor número de componentes que el segundo. Así, el Snapdragon 835 se estructura en base a los siguientes componentes:

• CPUs: cuatro Qualcomm Kryo 280 a 2,45 GHz y cuatro a 1,9 GHz. Los procesadores con más potencia que han fabricado hasta el momento.
• Procesador digital de señales (DSP): Qualcomm Hexagon 682, que incluye soporte para TensorFlow y Halide (para procesamiento de imágenes).
• Unidad de procesamiento gráfico (GPU): la Adreno 540, una nueva gráfica con soporte para OpenGL ES 3.2, OpenCL 2.0 completo, Vulkan y DX12. Soporta Daydream de Google, vídeo 4K Ultra HD premium (HDR10), pantallas con gamut 10-bit, audio 3D y tracking de movimiento VR/AR gracias al sensor de seis grados (six degrees of freedom, 6DoF) que integra. Además, junto a ella el 835 cuenta con unidades específicas para procesamiento de pantalla (DPU) y vídeo (VPU).
• ISP Qualcomm Spectra 180: el procesador del sensor de imagen, que se basa en dos ISPs de 14 bits, preparado para la próxima generación de cámaras (hasta sensores de 32 megapíxeles o dobles cámaras de 16 megapíxeles).
• Módem Snapdragon X16 LTE: con soporte para LTE de categoría 16 (hasta un gigabit por segundo) y categoría 13 (hasta 150 megabits por segundo). Integra MU-MIMO 2x2 802.11ac, con una reducción del 50% en cuanto a tamaño y un 60% de reducción en el consumo de potencia en wifi comparado con el Snapdragon 820. La wifi es multi-gigabit 802.11ad, con 4,6 gigabits por segundo de velocidad máxima.
• Qualcomm Aqstic Audio: mejora el audio posicional.
• Qualcomm IZat Location: con soporte para GPS, GLONASS, BeiDou, Galileo y los sistemas QZSS, que en combinación con la conexión inalámbrica (wifi, datos o Bluetooth) proporciona información constante de la localización y el contexto.
• Qualcomm Haven: una plataforma para la seguridad, con hardware y software dedicados.

Los núcleos Kryo ya se usaron en los Snapdragon 820 y 821 entre otros y son semicustomizados. En este caso hay ocho, cuatro más potentes centrados en el desempeño que pueden llegar a los 2,45 GHz (para tareas como la VR, la navegación web, la carga de apps, etc.) y los menores (hasta 1,8 GHz) centrados en la eficiencia. Qualcomm además dispone el SDK del Symphony System Management para que los desarrolladores controlen cómo quieren usar cada unidad (CPUs, DSPs o GPU).

Un futuro de realidad virtual y cámaras potentes, y cinco pilares de acción

Más allá de los objetivos básicos a cubrir, como la potencia, la eficiencia o ajustar el consumo, el Snapdragon 835 se ha ideado y fabricado con miras a un mercado en el que cada vez se repiten con más frecuencia ciertos usos o vías de desarrollo. Una de ellas es la inteligencia artificial, para la cual es clave el machine learning, y éste se relaciona con los cinco pilares en los que se han centrado para el procesador.

• Batería: debido a que los transistores son más pequeños, el Snapdragon 835 logra consumir un 25% menos de energía comparado con los procesadores más potentes de las generaciones anteriores, lo cual se traduce en una mayor vida de la batería (y también con las posibilidad de montarlo en cajas más finas). Además, incorpora como ya vimos Quick Charge 4.0, que permite una carga un 20% más rápida y un 30% más eficiente que su versión previa (Quick Charge 3.0).
• Captura: las cámaras de los smartphones son cada vez más potentes y además se está asentando la tendencia de integrar una doble lente.
• Conectividad: de cara a un futuro en el que se integre y expanda el 5G y el resto de tecnologías venideras en este aspecto, el módem LTE X16 que integra el Snapdragon 835 lo hace el primer procesador comercial que puede proporcionar conectividad Gigabit.
• Seguridad: junto a la sensibilidad y eficiencia de los sensores y los softwares propios, el papel del procesador es clave en cuanto al nivel de seguridad. Aquí la protagonista será la plataforma propia Haven, que proporciona soporte para biometría (huella dactilar, ojo y cara), además de atender a la autenticación del usuario y a la seguridad en funciones como el pago móvil y los datos del usuario.
• Inmersión: esta palabra cada vez es más habitual en tecnología con el auge de las experiencias inmersivas como la realidad virtual (VR), para lo cual se necesita potencia así como calidad de imagen y sonido. El Snapdragon 835 promete un aumento del 25% del desempeño al renderizar gráficos 3D y 60 veces más colores con la nueva GPU.

Para abarcar estos cinco frentes en el diseño y construcción del Snapdragon 835, el enfoque ha sido el que comentábamos al inicio de que hubiese una unidad dedicada a cada tarea principal. De ahí que se hable de una computación heterogénea, la cual veremos al detallar alguno de estos pilares a continuación.

Baterías más finas, procesador con menos consumo

La autonomía de los smartphones es una de las tecnologías con un desarrollo más limitado si comparamos su evolución con la de otras como las cámaras o las pantallas, dado que desde hace tiempo se estandarizaron las baterías de ion litio y hasta la fecha son las que se están utilizando, intentando disponer de los máximos miliamperios/hora en cada caso. Pero más allá de la capacidad de la misma y de qué actividad haga el usuario, el procesador tiene un papel importante también en el consumo.

Lo que desde Qualcomm cuentan es que Snapdragon 835 es algo más ahorrador que su antecesor el 820; concretamente dará 2,5 horas más de autonomía al final del día (de media, siempre dependerá de la batería y el uso). Según los tests internos, esto es lo que promete el Snapdragon 835 en cuanto a la vida de la batería según usos (con respecto a los procesadores anteriores):

• Conversación: un día más.
• Reproducción de música: cinco días más.
• Reproducción de vídeo en 4K: once horas más.
• Streaming de vídeo en 4K: siete horas más.
• Captura de vídeo en 4K: tres horas más.
• VR: dos horas más.

Esta mayor autonomía se consigue en parte gracias a la reducción de tamaño de los transistores. Como comentamos en su presentación y en la introducción, el 835 monta transistores finFET de 10 nanómetros, o lo que es lo mismo, un menor tamaño de éstos, lo cual da por un lado más autonomía y velocidad, y por otro el que ocupe más espacio (algo que parece clave en un mercado en el que se sigue tendiendo a adelgazar los smartphones en la medida de lo posible).

Otro factor que ayuda a obtener una mejor autonomía es la especificación de componentes. De ahí que Qualcomm se haya orientado hacia la disposición de sub-unidades para cada función, por ejemplo diversificando los DSP (uno más pequeño que trabaja constantemente y uno más grande para tareas que lo requieran) o gracias a la actividad del All-Ways Aware Hub.

Por su parte, el procesador Hexagon permite que haya ahorro de batería en tareas como la VR. Según mostraba Travis Lanier, director senior y jefe de producto de Qualcomm, el seguimiento del movimiento de la cabeza es de bajo consumo y el sub-sistema 6DOF (seis grados de libertad) Visual Inertial Odometry (VIO) es, según sus tests, cuatro veces más eficiente que una CPU.

Además, como hemos comentados antes, el Snapdragon 835 integra la nueva Quick Charge 4.0 de la cual ya hablamos en su presentación el pasado mes de noviembre. Los datos que tenemos de momento son las pruebas que se hicieron con una batería de 2.750 miliamperios, obteniendo cinco horas de batería con cinco minutos de carga.

Preparándose para unas cámaras potentes y dobles

Tim Leland, vicepresidente de producto de Qualcomm, se encargó de hablar de la parte del Snapdragon 835 relacionada con la fotografía. Un área en la que los fabricantes de smartphones han puesto mucha dedicación y empeño para crear lentes que logran destacar cada vez con sólo unos milímetros de grosor, y que en el último año han dibujado esa tendencia a la doble lente que mencionábamos. Así resumía esto Leland:

Los smartphones son cámaras con las que se habla por teléfono.

Aquí de nuevo se matiza la especificación de componentes y se habla de computación heterogénea, centrándose en el ISP Qualcomm Spectra 180, el cual tiene dos unidades dedicadas: una a lentes de gran angular y otra a teleobjetivos. De este modo pretenden lograr evitar las vibraciones (fotos borrosas).

Y en conjunto con este enfoque heterogéneo, en lo que se han inspirado en Qualcomm para mejorar el desempeño en fotografía (y también en cuanto a la RV, lo veremos después) es en la anatomía del ojo. Con un pequeño recordatorio de las clases de biología, hablaron de los distintos tipos de células de la retina, los conos y los bastones, que se encargan de la visión en color y en blanco y negro respectivamente.

Esquema del ojo en el que se destacan las células que componen la retina, células y bastones.

Y esto les sirvió para hablar del par de sensores dedicados, uno a color y otro a blanco y negro, que integra el ISP y de Clear Sight, el algoritmo que trabaja con ellos. De este modo se busca lograr mayor nitidez, mejorar el rango dinámico y eliminar ruido en baja luz.

Representación de las unidades dedicadas al procesamiento del zoom (izquierda) y el color y la nitidez (derecha).

Lo que dejan claro es que el Snapdragon 835 está preparado para dar un soporte a la doble cámara móvil sea cual sea la aplicación de ésta, dado que, como repasamos aquí, los fabricantes se decantan por una combinación u otra de lentes según qué quieren lograr. También han añadido soporte para dual photodiode auto focus (2PD), es decir, el uso de dos fotodiodos por píxel (uno dedicado a la captura y el otro a la detección de rostros) lo cual consideran una de las futuras tendencias en fotografía móvil.

Otras mejoras que destacan son el autofocus (más rápido y mejor en baja luz), donde interviene el DSP Hexagon, y la nueva EIS 3.0, una estabilización electrónica para vídeo. Además, el 835 incorpora un framework híbrido para el autofocus que permite que el trabajo en baja luz sea más rápido y eficaz, recurriendo al 2PD, el autofocus de detección de fase, el enfoque láser u otra de las características de la cámara según convenga.

Seguridad: de la app al procesador y viceversa

Desde la democratización del sensor de huellas más allá de la gama alta, en los smartphones se está recurriendo a distintos sensores y sistemas más allá que los códigos y los patrones para la seguridad del terminal. Esto no es nuevo, pero se percibe cierta tendencia a innovar en este sentido con escaneos de iris o retina como el de Windows Hello.

De ahí que en Qualcomm se hayan dedicado también a mejorar la parte de la seguridad que depende de los procesadores de cara a cubrir estos "nuevos" requisitos. En este sentido, Sy Choudhury, director senior y jefe de producto de Qualcomm, destacaba que lo importante en el reconocimiento de la huella más allá del sensor son estos tres puntos:

• El bus físico que controla el reconocimiento (que está en el procesador).
• El driver que se ejecuta.
• La plantilla que representa el dedo y que se almacena.

Centrándose en el reconocimiento facial, también matizaba que el iris es más específico que una huella dactilar y de ahí que se hayan centrado en dar soporte a este reconocimiento. Aquí las unidades que trabajan son la GPU y Haven, siendo el componente de hardware de ésta última una de las sub-unidades dedicadas a la seguridad.

Las novedades en este campo que trae el Snapdragon 835 son la Secure camera foundation, dedicada al desbloqueo con cara, retina e iris, y el Secure voice chanell, un actor secundario de autenticación añadido al desbloqueo por imagen (los anteriores o el de huella dactilar). Lo que han buscado es autenticación multifactor, en la que hardware, localización y software intervengan en la seguridad, centrándose en dar el soporte adecuado a los desbloqueos que consideran más seguros (faciales).

La realidad virtual, uno de los puntos centrales del desarrollo

Una de las aplicaciones más mencionadas en su presentación fue la realidad virtual, siendo una de las tendencias actuales y, además, una tarea muy exigente a nivel de hardware. De este modo, parte del desarrollo del Snapdragon 835 se ha centrado en que esta tarea se realice de manera eficiente y también de cara a que haya una mayor inmersión.

Qualcomm coloca la inmersión como la clave y el centro de todos los requisitos de la realidad virtual.

Para ello han atendido al renderizado para que éste sea más rápido (según sus tests, un 25% más que lo anterior), mejorando mucho la latencia de fotones (el renderizado es directo, no ha de ir de una unidad a otra, y por eso es más rápido). El 835 además estrena el Foveate Rendering, un nombre que viene de la fóvea, la parte del ojo que define el enfoque.

En rojo las unidades que intervienen en el procesamiento para realidad virtual.

Pero además de la imagen, para la inversión es importante la calidad del audio. De nuevo aquí destacan su enfoque de trabajar con unidades específicas y la computación heterogénea también se usa para la mejora del audio, estrenando además el 3D audio SDK y el códec Crystal audio.

El nuevo procesador además soporta vídeo 4K Ultra HD Premium (HDR10). Y más allá del Snapdragon 835, Qualcomm está trabajando en el diseño de varios cascos de realidad virtual, centrándose entre otros aspectos en la RV sin cables.

Un pequeño procesador con grandes aspiraciones

Siguiendo con cifras y porcentajes, con este procesador Qualcomm ha logrado reducir en un 50% el consumo con respecto al Snapdragon 801. Desde hoy sabemos en detalle qué hace posible tanto el menor consumo como la mayor eficiencia según el fabricante, pero lo que seguimos sin conocer es qué móviles serán los primeros en montarlo.

El Snapdragon 835 (en el centro) entre un Snapdragon 820 (izquierda) y un centavo (derecha).

Una reducción de tamaño que no sólo repercutirá en la velocidad y el ahorro de batería, sino que también dejará más espacio para el diseño y la construcción de los móviles. A esto aludía Cristiano Amon, vicepresidente ejecutivo de Qualcomm, destacando en relación que el Snapdragon 835 ayuda a que haya una mejor autonomía.

Nuestro nuevo buque insignia está diseñado para cumplir con los requisitos de la realidad virtual en móviles y la conectividad, integrándose en diseños de móviles delgados y ligeros.

Además, con la tendencia al desarrollo de hardware y software para realidad virtual y aumentada, y cada vez con un mayor número de servicios en la nube, el Snapdragon 835 se ha diseñado con el fin de que pueda dar soporte a los smartphones, tablets, cámaras IP y todos los dispositivos de nueva generación que se encuadren en estos usos. Así, el procesador tendrá soporte para Android y Windows 10 incluyendo apps de Win32.

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