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A meno di 48 ore dal Galaxy Unpacked 2021, con il quale saranno svelati i nuovi modelli della serie flagship di Samsung, il brand coreano presenta il processore che costituirà il cuore e la mente degli S21. Ma non solo, perché il nuovo Soc Exynos 2100 è talmente efficiente che l’azienda da Seul sta intrattenendo potenziali rapporti di business con altri brand della mobility. Lo scopo non può che essere uno solo: integrare il nuovo chipset in device non strettamente firmati da Samsung. E questo rappresenterebbe sia un ampliamento della presenza di mercato, sia il riconoscimento (doveroso) che questo progetto di Samsung si merita.

Ma veniamo al Soc che nelle parole di Kyeongjun Kim, Executive Vice President and head of Mobile R&D Office at Mobile Communications Business in Samsung Electronics, è un concentrato di “game changing technologies”. La frase topica però è: “Exynos 2100 è tutto nuovo”.

Sì, perché il compito di un Soc moderno non è solo di sostenere con le prestazioni le richieste del sistema operativo e delle app, ma anche di ridurre al massimo i consumi e di offrire una architettura adeguata a supportare l’esperienza di utilizzo su cui Samsung sta profondendo sforzi e investimenti per fare la differenza nel mondo della mobility.

Il mantra che ha guidato la presentazione virtuale di Samsung è stato: “Exynos is back“. L’obiettivo dichiarato del brand coreano è compiere il salto di qualità rispetto a quanto proposto finora. E per ottenere ciò il passaggio obbligato è rappresentato dal processo produttivo a 5 nm Euv (extreme ultra-violet) che consente di stampare circuiti ad altissima precisione e con una ridotta dispersione e interferenza elettromagnetica. In sostanza si ottiene un Soc che massimizza l’efficienza di elaborazione, quindi le prestazioni (+10 secondo i dati forniti dal brand), e di consumi, con un impatto effettivo sulla batteria inferiore rispetto ai chipset finora impiegati a 7 nm (-20%).

Per la cronaca i 5 nm sono già usati per realizzare i processori Apple A14 Bionic e Huawei Kirin 9000. Ma Samsung è andata un po’ oltre. Entriamo nel dettaglio di come è composto questo Soc.

Come si evince dall’immagine qui riprodotta, l’Exynos 2100 è composto da una serie di moduli. Spicca la Cpu a 8 core con schema a triplo cluster i cui core possono essere pilotati in modo indipendente per assicurare performance adeguate e consumi ottimizzati. L’architettura dell’Exynos 2100 è così composta:

  • 1 core Arm Cortex-X1 a 2,9 GHz per supportare le massime performance. Si tratta di un nucleo personalizzato da Samsung sulla base del progetto Cortex X Custom Program che avviene in collaborazione con Arm;
  • 3 core Cortex-A78 ad alte prestazioni:
  • 4 core cortez-A55 ad alta efficienza energetica.

Questi core sono affiancati da una migliore gestione della cache di memoria, da un più robusto e intelligente scheduler dei processi e dei nuclei (che attiva le linee di elaborazione in modo ottimizzato) e da un sistema di monitoraggio del consumo energetico più efficace.

Il risultato è sintetizzato dal numero fornito da Samsung: +30% di prestazioni rispetto all’attuale Exynos 990 impiegato sui Galaxy S20. Nel dettaglio, si ottengono prestazioni del 19% superiori in elaborazioni a singole core e del 33% maggiori in multi core.

Continuando a seguire lo schema tecnico riprodotto qui sopra dell’Exynos 2100 l’altro grande elemento è costituito dalla Gpu. Che nel corso degli ultimi anni ha acquisito un ruolo sempre maggiore sia per supportare il gaming, sia per le applicazioni multimediali. Anche questo Exynos si affida alla Gpu Mali in edizione G78, la più evoluta disponibile, che può contare su 14 engine di elaborazione grafica. Questo si traduce in un incremento del 40% nelle prestazioni, in una qualità visiva superiore e in una fluidità maggiore soprattutto durante il gaming e le applicazioni di realtà virtuale e aumentata.

Il tutto però deve venire a patti con la durata della batteria. La soluzione di Samsung ha un nome Amigo, acronimo di Advanced Multi-IP Governor, che provvede a ottimizzare i flussi di elaborazione e aiuta a limitare l’impatto sulla batteria durante le pesanti sessioni di elaborazione grafica, come il gaming in 3D e la riproduzione di video in 4K e 8K.

I numeri dell’Exynos forniti da Samsung

Alla resa dei conti, l’Exynos 2100 è stato sviluppato puntando su tre pilastri fondamentali:

  • una Cpu potente;
  • una Gpu di livello superiore;
  • un sistema di gestione dell’energia efficiente.

Queste sono le fondamenta per supportare le esigenze dell’intelligenza artificiale e per portarla a un nuovo livello di perfezionamento. Per Samsung la AI ha il ruolo di rivoluzionare lo scenario dei dispositivi mobili. Ecco perché nell’Exynos 2100 è prevista una unità Npu per garantire il migliore supporto a queste esigenze di elaborazione ma con il minor impatto possibile sulla batteria.

Era il 2018 quanto ka prima Npu è stata integrata nell’Exynos ed era in grado di gestire 1,9 Tops (Tera operations per secondo). Un tera equivale mille miliardi. Nel 2019 le perfomance sono state spinte finoa 15 Tops. L’Exynos 2100 arriva a 26 Tops, in virtù delle tre unità Npu integrate. In sostanza, all’aumentare di questo valore, migliorano la velocità di elaborazione e le prestazioni afferenti all’intelligenza artificiale. Nello sviluppo di questo modulo Samsung ha operato affinché si dimezzasse il fabbisogno energetico delle Npu, così da ottenere il bilanciamento perfetto: efficienza di elaborazione e di consumi.

A beneficiarne, in ultima analisi, è il reparto fotografico dei prossimi Galaxy. Alla rinnovata Npu si somma il nuovo Isp, ossia il chip di gestione del reparto imaging, che integra nuovi algoritmi per migliorare la qualità e portare, come dice Samsung, “l’esperienza fotografica a un livello da professionisti”. Il nuovo Isp supporta sensori fino a 200 Mpixel e può gestire fino a sei ottiche gestite in modo individuale o quattro in simultanea.

In sostanza, per ogni scatto Npu e Isp analizzano una moltitudine di elementi e di informazioni relative all’immagine, scomponendola e andando a ottimizzare gamma dinamica, esposizione, rumore, nitidezza, bilanciamento del bianco e colori sulla base di un sistema di riconoscimento della situazione effettiva di scatto, derivante dagli algoritmi integrati e dall’applicazione dell’intelligenza artificiale.

Se la fotografia computazionale guadagna in precisione, qualità e realismo, anche il video ora può contare all’interno dell’Exynos 2100 di un core dedicato per la registrazione in multi formato in 4K/120fps oppure 8K/60fps. A ciò si aggiunge il primo decoder Av1 per i video in 8K con supporto nativo per Hdr10+, al fine di assicurare una riproduzione ancora più fedele dei contenuti.

Manca solo la connettività e Samsung non ha indugiato: Exynos 2100 nasce come Soc 5G by default. Questo per supportare l’ecosistema nascente di nuove applicazioni basate sulla connettività, dalla realtà virtuale e aumentata all’accesso in mobilità delle funzioni più sofisticate.

A conti fatti, l’Exynos 2100 è i primo Soc di Samsung non solo a 5nm ma con integrata la connettività 5G pensato appositamente per gli smartphone di fascia alta. Così il chipset integra il modem e l’access point 5G in un’unico circuito, per ridurre lo spazio occupato, i costi e l’energia consumata. Ciò impatta sulle prestazioni: la velocità massima di download in 5G sub-6 (quello operativo in Italia) è di 5,1 Gbps. Con le mmWave si arriva a 7,35 Gbps: uno stimolo agli operatori che attivino anche queste importanti infrastrutture. Ovviamente, il modem è anche compatibile con le tecnologie precedenti 2G, 3G e 4G/Lte.

Exynos, la sicurezza nel Dna

Sulla scia della constatazione che gli smartphone sono lo scrigno dei nostri dati personali, spesso molto critici (si veda l’home banking), Samsung ha sviluppato il nuovo Exynos partendo dal concetto di “sicurezza by design”. Così sono gestiti a livello hardware gli accessi attraverso le funzioni biometriche (impronta digitale oppure riconoscimento del viso). Mentre il modulo nel Soc dedicato alla sicurezza è affidato a un hardware dedicato che protegge l’accesso ai dati privati con chiavi di crittografia ancora più forti, a tutto vantaggio della piattaforma Knox.

Samsung chiama, Amd risponde

Nelle parole di chiusura dell’evento virtuale di presentazione dell’Exynos 2100, Kyeongjun Kim “regala” uno sguardo al futuro. E così annuncia che nel “prossimo flagship” il Soc Exynos 2100 sarà integrato con la tecnologia mobile di Amd per “compiere un ulteriore passo in avanti”.