Qualcomm valmistelee seuraavaa lippulaivatason Snapdragon-järjestelmäpiiriään tilanteessa, jossa puhelimien tekoälytoiminnot vaativat jatkuvasti enemmän laskentatehoa ja muistia. Yhtiö ei ole vielä kertonut piirin kaupallista nimeä, mutta se on avannut sen keskeisiä teknisiä uudistuksia. Tärkeimmäksi teemaksi nousee tekoälylaskennan pitäminen lähellä kiihdyttimiä, jolloin järjestelmän tarvitsee siirtää tietoa RAM-muistiin ja takaisin aiempaa harvemmin.
Qualcomm lupaa samalla laajan päivityksen suorittimeen, grafiikkapiiriin ja tekoälylaskennasta vastaavaan NPU-yksikköön. Yhtiön mukaan kokonaisuuteen kuuluu myös ensimmäinen mobiilisuoritin, joka saavuttaa viiden gigahertsin kellotaajuuden. Väite on huomattava, mutta kellotaajuus ei yksin ratkaise piirin todellista nopeutta, energiankulutusta tai pitkäkestoista suorituskykyä.
Uusi rakenne voi vaikuttaa siihen, kuinka paljon RAM-muistia tulevat huippupuhelimet käytännössä tarvitsevat paikallisiin tekoälytehtäviin. Se ei kuitenkaan tarkoita, että suurella muistimäärällä ei olisi enää merkitystä. Android, sovellukset, kamera, pelit ja taustaprosessit tarvitsevat edelleen omaa työmuistiaan, minkä lisäksi tekoälymallien koko ja käyttötapa vaihtelevat merkittävästi.
Tekoäly kasvattaa muistipainetta
Paikallisesti toimivat tekoälymallit käsittelevät painokertoimia, käyttäjän antamia kehotteita, aiempaa keskustelukontekstia ja välituloksia. Suuret mallit voivat siksi kuluttaa runsaasti muistia, vaikka varsinainen laskenta tapahtuisi erillisellä NPU-kiihdyttimellä. Järjestelmän suorituskyky kärsii myös silloin, jos tietoa täytyy siirtää jatkuvasti järjestelmämuistin ja laskentayksiköiden välillä.
Muistin kysyntää lisää se, että samaan aikaan tekoälyä rakennetaan puhelimien lisäksi tietokoneisiin, palvelimiin ja datakeskuksiin. Qualcomm esittää uuden piirinsä osana ratkaisua tähän paineeseen, mutta yhden mobiilipiirin vaikutusta maailmanlaajuiseen muistimarkkinaan ei pidä liioitella. Kuluttajalle olennaisempi kysymys on, voiko puhelin tarjota hyödyllisiä paikallisia tekoälytoimintoja ilman, että laite tarvitsee poikkeuksellisen kalliin ja suuren RAM-kokoonpanon.
Paikallinen tekoäly voi lisäksi pienentää tarvetta lähettää sisältöä pilvipalveluun. Se voi nopeuttaa toimintaa, mahdollistaa ominaisuuksien käyttämisen ilman verkkoyhteyttä ja parantaa yksityisyyttä, jos tiedot todella pysyvät laitteessa. Paikallisuus ei silti tee tekoälystä automaattisesti turvallista, kuten myös tekoälyn hyötyjä ja tietoturvariskejä käsittelevässä artikkelissamme käydään läpi.
NPU pitää datan lähempänä
Qualcomm rakentaa muistia säästävät uudistukset uuden Hexagon NPU -tekoälykiihdyttimen ympärille. Yhtiön mukaan NPU pystyy tarjoamaan suurten mallien kaltaisia kokemuksia pienemmällä energiankulutuksella ja muistitarpeella. Qualcomm ei ole vielä julkaissut sellaisia vertailulukuja, joiden avulla väitettä voisi verrata nykyiseen Snapdragon-sukupolveen eri mallien ja muistimäärien kanssa.
Hexagon NPU sisältää uuden Element Accelerator -kiihdyttimen, jonka tehtävänä on nopeuttaa tekoälyoperaatioita. NPU:n sisäistä jaettua muistia on samalla kasvatettu 50 prosentilla. Suurempi paikallinen muisti auttaa säilyttämään mallin tilaa, kontekstia ja niin kutsuttua KV-välimuistia lähempänä laskentayksiköitä.
KV-välimuisti tallentaa tiivistetysti tietoa siitä, mitä kielimalli on jo käsitellyt. Ratkaisu auttaa mallia jatkamaan vastausta ja hyödyntämään aiempaa keskustelua ilman kaiken laskemista alusta. Qualcomm tavoittelee tällä pienempää viivettä erityisesti tekoälyagenteissa, joiden pitää vastata, korjata suunnitelmia ja suorittaa useita peräkkäisiä vaiheita.
Uudistus ei poista puhelimen tavallista RAM-muistia, vaan vähentää joidenkin tehtävien tarvetta käyttää sitä jatkuvasti. Ero on tärkeä, sillä NPU:n yhteydessä oleva nopea lähimuisti on kapasiteetiltaan ja tarkoitukseltaan eri asia kuin laitteen yleinen työmuisti. Käytännön hyöty riippuu myös siitä, osaavatko käyttöjärjestelmä, sovellukset ja tekoälymallit hyödyntää uutta rakennetta tehokkaasti.
Suoritin yltää 5 gigahertsiin
Qualcomm nostaa esiin myös uuden mobiilisuorittimen, jonka luvataan saavuttavan ensimmäisenä maailmassa viiden gigahertsin kellotaajuuden. Lukema kertoo korkeasta hetkellisestä suorituskyvystä, mutta puhelimen ohuessa rungossa lämmönhallinta asettaa tiukat rajat. Riippumattomien testien pitää myöhemmin osoittaa, kuinka kauan huipputaajuus säilyy ja millaista virrankulutusta se aiheuttaa.
Suoritin saa FlexCache-nimisen ominaisuuden, joka vähentää suoritinytimien tarvetta hakea tietoa järjestelmämuistista. Välimuistin tehokkaampi käyttö voi pitää ytimet työssä ja vähentää muistiliikenteestä syntyviä viiveitä. Ratkaisu voi auttaa myös tilanteissa, joissa käytettävissä olevan RAM-muistin määrä tai kaistanleveys muodostaa pullonkaulan.
Korkea kellotaajuus ja muistiliikenteen vähentäminen palvelevat osittain eri tavoitteita. Ensimmäinen tähtää raakasuorituskykyyn, kun taas jälkimmäinen voi parantaa tehokkuutta ja tasaisuutta. Paras lopputulos syntyy vasta silloin, jos piirivalmistaja ja puhelinvalmistaja saavat suorituskyvyn, jäähdytyksen ja akun kulutuksen tasapainoon.
Grafiikka saa tekoäly-ytimiä
Qualcomm kuvailee tulevaa Adreno-grafiikkapiiriä tähänastisen historiansa suurimmaksi sukupolvipäivitykseksi. Yhtiö lupaa merkittäviä parannuksia sekä grafiikkatehoon että energiatehokkuuteen, mutta tarkat prosenttiluvut ja testiasetukset eivät käy ilmi julkistetuista tiedoista. Lopullinen arvio vaatii siksi valmiita puhelimia ja vertailukelpoisia pelitestejä.
Grafiikkapiiri sisältää Adreno Matrix Cores -ytimiä, jotka on tarkoitettu tekoälymallien suorittamiseen suoraan grafiikkaputken sisällä. Rakenne voi auttaa esimerkiksi kuvan muodostuksessa, tehosteissa ja tekoälyavusteisessa renderöinnissä. Se voi samalla vähentää tarvetta siirtää tietoa erillisten laskentayksiköiden välillä.
Adreno Neural Fusion käyttää puolestaan tekoälyä kuvanlaadun kohentamiseen ja virrankulutuksen pienentämiseen. Samankaltaista ajattelua hyödynnetään jo tietokoneiden grafiikkapiireissä, joissa kuvaa voidaan skaalata tai täydentää tekoälyn avulla. Puhelimessa energiatehokkuuden merkitys korostuu, sillä suuri peliteho ei auta, jos laite kuumenee nopeasti tai akun varaus hupenee.
Käyttäjän hyöty ratkaisee
Kuluttajalle kiinnostavin seuraus voi olla tasokkaiden tekoälytoimintojen saapuminen puhelimiin ilman jatkuvaa pilviyhteyttä. Laite voisi esimerkiksi tiivistää tekstiä, käsitellä kuvia, tulkita puhetta tai ylläpitää pidempää keskustelukontekstia paikallisesti. Pienempi muistiliikenne voi tehdä vastauksista nopeampia ja vähentää samalla energiankulutusta.
Uusi piiri ei silti takaa, että valmistajat pienentävät puhelimiensa RAM-määriä tai hintoja. Valmistajat voivat käyttää vapautuvan kapasiteetin aiempaa suurempiin malleihin ja monipuolisempiin ominaisuuksiin sen sijaan, että ne valitsisivat vähemmän muistia. Markkinointi saattaa lisäksi jatkaa RAM-lukujen korostamista, koska suuri numero on kuluttajalle helppo vertailukohta.
Ohjelmistotuki nousee siksi yhtä tärkeäksi kuin itse piiri. Kehittäjien pitää sovittaa mallinsa Qualcommin työkaluille, ja puhelinvalmistajien täytyy tarjota ominaisuuksia, joista käyttäjä saa todellista hyötyä. Tehokas NPU jää vajaakäytölle, jos tekoälypalvelut toimivat edelleen pääasiassa valmistajan omissa pilvipalveluissa.
Ensimmäiset puhelimet ovat vielä auki
Qualcomm ei ole vahvistanut tulevan järjestelmäpiirin kaupallista nimeä, julkaisupäivää tai ensimmäisiä laitekumppaneita. TechRadarin arvion mukaan piiri voisi myöhemmin päätyä joihinkin Samsung Galaxy S27 -sarjan malleihin. Oppo, Xiaomi ja Honor voivat puolestaan tuoda samalla piirillä varustettuja huippupuhelimia markkinoille Samsungia aikaisemmin, mutta kyse on tässä vaiheessa arviosta eikä vahvistetusta laitelistasta.
Honor kuuluu valmistajiin, jotka panostavat lippulaivoissaan jo nyt kameroihin, suuriin akkuihin ja tekoälyominaisuuksiin. Yhtiön tulevien mallien kokonaisuutta voi tarkastella myös Honor Magic9 -sarjaa käsittelevästä jutustamme, mutta Qualcommin nyt esittelemän piirin käytöstä kyseisissä puhelimissa ei ole vahvistusta. Lopulliset laitevalinnat riippuvat valmistajien aikatauluista ja aluekohtaisista mallistoista.
Lupaukset odottavat testejä
Qualcommin tekninen suunta vaikuttaa perustellulta, sillä datan pitäminen lähellä laskentayksikköä voi vähentää viivettä ja energiankulutusta. Yhtiön viesti yhdistää silti useita suuria lupauksia, joille ei vielä ole riippumatonta näyttöä valmiissa kuluttajalaitteessa. Erityisesti 5 GHz:n suorittimen jatkuva nopeus, NPU:n todellinen muistinsäästö ja grafiikkapiirin energiatehokkuus vaativat käytännön mittauksia.
Seuraavan Snapdragon-sukupolven kohdalla kannattaa seurata ainakin näitä asioita:
- Kuinka paljon vähemmän RAM-muistia sama tekoälymalli tarvitsee nykyiseen Snapdragon-sukupolveen verrattuna?
- Kuinka pitkään suoritin pystyy ylläpitämään korkeita kellotaajuuksia ilman selvää hidastumista?
- Parantaako uusi Adreno-rakenne pelien kuvanlaatua ilman akun kulutuksen kasvua?
- Mitkä tekoälytoiminnot toimivat aidosti paikallisesti ja mitkä tarvitsevat edelleen pilvipalvelua?
- Vaikuttaako tehokkaampi muistinkäyttö puhelimien RAM-määriin, hintoihin tai käyttöikään?
Qualcommin uudistus voi parhaimmillaan hidastaa kehitystä, jossa jokainen uusi tekoälyominaisuus vaatii entistä enemmän työmuistia. Piiri näyttää samalla, että suorituskykyä haetaan nyt raakatehon lisäksi tiedonsiirron ja muistihierarkian optimoinnista. Kuluttajalle ratkaiseva hyöty selviää kuitenkin vasta, kun ensimmäiset puhelimet, ohjelmistot ja riippumattomat mittaustulokset saapuvat.
Tietolähteet
TechRadar: Qualcomm’s new chipset architecture could lower RAM demand for AI — here’s how
Käytetty artikkelikuva
Artikkelikuvana käytetään lähdeartikkelin kuvaa. Kuvan lähde: alkuperäinen kuvatiedosto. Lähdeartikkeli: Qualcomm's new chipset architecture could lower RAM demand for AI — here's how By James Rogerson Published 9 September 26 Qualcomm's upcoming Snapdragon chipset allows for powerful on-device AI without massive RAM requirements.. Kuvan alt-teksti: Qualcomm Snapdragon.