در هفته‌ای که گذشت، دنیای فناوری شاهد برداشتن گام بزرگ دیگری از سوی غول چینی، شیائومی، بود. این شرکت از جدیدترین دستاورد خود در زمینه نیمه‌هادی‌ها، یعنی تراشه اختصاصی شیائومی با نام Xring O1، پرده برداشت. این تراشه قدرتمند که برای گوشی‌های هوشمند و تبلت‌های پرچمدار طراحی شده، قلب تپنده محصولاتی چون شیائومی 15S پرو و شیائومی پد 7 اولترا خواهد بود.
معرفی این تراشه اختصاصی شیائومی موجی از بحث و تحلیل را در میان کارشناسان و علاقه‌مندان به فناوری برانگیخت. برخی با دیده تردید به میزان واقعی نوآوری شیائومی در این تراشه می‌نگریستند، چرا که O1 از هسته‌های پردازنده مرکزی (CPU) و پردازنده گرافیکی (GPU) استاندارد شرکت ARM بهره می‌برد. با این حال، تیم تحلیلی معتبر Geekerwan با بررسی عمیق و موشکافانه خود نشان داد که Xring O1 فراتر از یک مونتاژ ساده بوده و یک تراشه پردازشی اختصاصی با سفارشی‌سازی‌های گسترده و هوشمندانه است.
مهندسی پیشرفته در قلب تراشه اختصاصی شیائومی Xring O1
تراشه اختصاصی شیائومی Xring O1 با بهره‌گیری از فرآیند پیشرفته N3E شرکت TSMC تولید شده است، همان فناوری ساختی که در تولید رقیب قدرتمندی چون مدیاتک دیمنسیتی 9400 نیز به کار رفته است. این انتخاب، خود گواهی بر عزم شیائومی برای رقابت در بالاترین سطح ممکن است. جالب اینجاست که Xring O1 از برخی قطعات مشابه با رقبای خود نیز استفاده می‌کند، به عنوان مثال، هسته قدرتمند Cortex-X925 برای پردازنده مرکزی و Immortalis-G925 برای پردازشگر گرافیکی، هر دو از جدیدترین دستاوردهای ARM هستند. اما تفاوت‌های اساسی در معماری و طراحی این تراشه اختصاصی شیائومی نهفته است که آن را از سایرین متمایز می‌کند.
یکی از برجسته‌ترین نوآوری‌ها در Xring O1، استفاده از دو هسته اصلی از نوع Cortex-X925 است، در حالی که اکثر رقبا به یک هسته از این نوع اکتفا می‌کنند. این تصمیم، پتانسیل پردازشی فوق‌العاده‌ای را در اختیار این تراشه اختصاصی شیائومی قرار می‌دهد. علاوه بر این، شیائومی در یک اقدام جسورانه، از به‌کارگیری هسته‌های Cortex-X4 صرف‌نظر کرده و به جای آن، دو نوع مختلف از هسته‌های Cortex-A725 را برای خوشه‌های هسته‌های بزرگ و متوسط خود برگزیده است. در کنار این‌ها، دو هسته Cortex-A520 نیز برای اجرای وظایف سبک‌تر در نظر گرفته شده‌اند.
معماری هوشمندانه هسته‌های Cortex-A725
طراحی هسته‌های Cortex-A725 در تراشه اختصاصی شیائومی Xring O1 بسیار هوشمندانه و قابل تامل است. در این تراشه، دو خوشه مجزا از این هسته‌ها وجود دارد: یک خوشه شامل چهار هسته که برای عملکرد بالا طراحی شده‌اند و خوشه دیگر شامل دو هسته که برای بهره‌وری انرژی بهینه‌سازی گشته‌اند. بررسی دقیق تصویر قالب این تراشه که در ویدیوی تحلیلی Geekerwan به نمایش درآمد، نشان می‌دهد که دو هسته A725 بهینه شده برای مصرف انرژی، از نظر فیزیکی با چهار هسته A725 دیگر که برای کارایی بالا طراحی شده‌اند، متفاوت هستند. این هسته‌های کم‌مصرف اندکی بزرگتر بوده و سرعت کلاک آن‌ها به مراتب پایین‌تر است (1.9 گیگاهرتز در مقابل 3.4 گیگاهرتز).
این معماری چند خوشه‌ای و تفکیک وظایف به تراشه اختصاصی شیائومی Xring O1 اجازه می‌دهد تا به طور پویا بین هسته‌های مختلف سوئیچ کند. بدین ترتیب، متناسب با نیاز پردازشی هر لحظه، هسته‌های مناسب فعال شده و مصرف انرژی به حداقل ممکن می‌رسد. عملکرد هسته‌های کم‌مصرف A725 به قدری مطلوب است که به گفته تحلیلگران، شاید حتی نیازی به دو هسته A520 نیز نبوده باشد و این نشان از دقت بالای مهندسان شیائومی در طراحی این بخش دارد.
عملکرد و بهره‌وری انرژی: Xring O1 در برابر رقبا
نتیجه نهایی این مهندسی پیچیده، عملکردی بسیار چشمگیر برای تراشه اختصاصی شیائومی Xring O1 به ارمغان آورده است. این تراشه موفق شده در زمینه عملکرد پردازنده مرکزی و بهره‌وری انرژی، رقیب سرسختی چون دیمنسیتی 9400 از محصولات مدیاتک را پشت سر بگذارد. اگر چه هنوز به سطح عملکرد خارق‌العاده اسنپدراگون 8 الیت کوالکام نمی‌رسد، اما فاصله چندانی نیز با آن ندارد و این یک دستاورد بزرگ برای اولین نسل از تراشه اختصاصی شیائومی در این سطح محسوب می‌شود.
از نظر ابعاد فیزیکی، Xring O1 با مساحت 109 میلی متر مربع، تراشه‌ای نسبتاً کوچک به حساب می‌آید و تقریباً هم‌اندازه اپل A18 پرو است. با این حال، نکته مهم اینجاست که هر دو تراشه شیائومی و اپل از مودم‌های خارجی استفاده می‌کنند، در حالی که دیمنسیتی 9400 و اسنپدراگون 8 الیت دارای مودم‌های داخلی هستند. این تفاوت، بخشی از اختلاف اندازه را توجیه می‌کند و البته چالش‌هایی را نیز به همراه دارد که در ادامه به آن خواهیم پرداخت.
نوآوری در پیکربندی حافظه و NPU سفارشی
تیم توسعه Xring O1 در پیکربندی حافظه روی تراشه نیز رویکردی جالب اتخاذ کرده است. امروزه اکثر تراشه‌های پردازشی از چندین مگابایت حافظه نهان سطح سیستم بهره می‌برند که آخرین ایستگاه قبل از نیاز به واکشی داده‌ها از رم محسوب می‌شود. اما تراشه اختصاصی شیائومی Xring O1 فاقد SLC است. در عوض، شیائومی پردازنده مرکزی را با مقادیر زیادی حافظه نهان تجهیز کرده است: 16 مگابایت حافظه L3 مشترک بین تمام 10 هسته، 2 مگابایت حافظه L2 برای هر یک از هسته‌های X925 و 1 مگابایت حافظه L2 برای هر یک از هسته‌های A725.
پردازنده گرافیکی نیز دارای 4 مگابایت حافظه نهان است و واحد پردازش عصبی (NPU) با 10 مگابایت حافظه نهان، بخش قابل توجهی از فضای تراشه را به خود اختصاص داده است. این NPU عظیم، برخلاف CPU و GPU، طراحی شده توسط ARM نیست، بلکه کاملاً سفارشی و ساخته و پرداخته مهندسان خود شیائومی است.
این واحد پردازش عصبی 6 هسته‌ای، تقریباً به اندازه کل مجموعه CPU فضا اشغال کرده که نشان از اهمیت هوش مصنوعی برای این تراشه اختصاصی شیائومی دارد. پردازنده سیگنال تصویر (ISP) نیز طراحی اختصاصی شیائومی و نسل چهارم آن است. نسل‌های قبلی این ISP به عنوان تراشه‌های جداگانه روی مادربرد پرچمدارهای شیائومی قرار می‌گرفتند، اما ادغام آن در تراشه اصلی، بهره‌وری را به مراتب افزایش داده است.
چالش‌های پردازنده گرافیکی و مودم خارجی
اکنون به پردازنده گرافیکی می‌رسیم: یک چیپ Immortalis-G925 شانزده هسته‌ای از ARM. در حالی که تیم Xring در پیکربندی CPU عملکردی درخشان داشته، به نظر می‌رسد در بخش GPU با چالش‌هایی مواجه بوده است. اولاً، این GPU نسبتاً بزرگ است؛ برای مقایسه، دیمنسیتی 9400 از یک G925 دوازده هسته‌ای استفاده می‌کند. ثانیاً، تیم Geekerwan گمانه‌زنی می‌کند که حذف SLC به بهره‌وری GPU آسیب زده است. اگر چه این GPU سرعت بالایی دارد، اما در اوج عملکرد، انرژی بیشتری نسبت به GPU تراشه دیمنسیتی مصرف می‌کند.
البته، ترکیب CPU بهینه‌تر با این واقعیت که GPU به ندرت با تمام توان خود کار می‌کند، باعث شده تا بهره‌وری کلی در تست‌های بازی واقعی نسبتاً خوب باشد. با این وجود، این بخشی است که باید در طراحی‌های آینده تراشه اختصاصی شیائومی بهبود یابد.
یک مشکل دیگر در زمینه بهره‌وری، استفاده از مودم خارجی است. در مورد Xring O1، این مودم از نوع MediaTek T800 است که مصرف انرژی بیشتری نسبت به مودم‌های یکپارچه دارد و این موضوع به طور خاص بر دوام باتری شیائومی 15S پرو در حالت آماده به کار (استندبای) تأثیر منفی می‌گذارد. این یکی از دلایلی است که اپل سال‌ها برای توسعه مودم 5G یکپارچه خود تلاش کرد (که سرانجام با آیفون 16e معرفی شد).
گام‌های بعدی شیائومی به سوی یکپارچه‌سازی عمودی
شیائومی هنوز به آن مرحله از یکپارچگی نرسیده، اما اولین قدم مهم را به خوبی برداشته است. این شرکت اولین مودم 4G خود را با نام Xring T1، که تراشه ساعت هوشمند بازطراحی شده شیائومی واچ S4 است، معرفی کرد. توسعه مودم 5G به مراتب دشوارتر از 4G است (سال‌ها طول کشید تا اپل به آن دست یابد)، اما دستیابی به آن، نقطه عطف مهم دیگری در مسیر یکپارچه‌سازی عمودی برای شیائومی خواهد بود. تولید تراشه اختصاصی شیائومی Xring O1 نشان می‌دهد که این شرکت عزم جدی برای کاهش وابستگی و افزایش نوآوری در حیاتی‌ترین قطعات محصولات خود دارد. این مسیر اگر چه چالش‌برانگیز است، اما آینده‌ای روشن را برای جایگاه شیائومی در صنعت فناوری ترسیم می‌کند.
