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クアルコムのチップの強み: snapdragon シリーズで台頭、pc の道を探索、次の停留所は risc-v

2024-10-03

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最近、クアルコムに関するニュースがたくさんあります。

クアルコムはニッチなチップ企業ではありません。クアルコムと言うと、必ず「携帯電話用チップの王様」「apple が勝てない会社」「チップ業界で最も特許に詳しい会社」を思い浮かべるでしょう。 ... これらのラベルには、クアルコムが世界的なチップ巨人になるまで成長したことが伴います。

それにもかかわらず、クアルコムがインテルを買収するかもしれないというニュースが業界で広まったとき、多くの人々の最初の反応は「どうしてそんなことが可能なのか?」というものだった。この 1 週間、このニュースは間違いなくチップ業界で話題になっていますが、この記事ではクアルコムのチップの強さについて話したいと思います。

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クアルコムの初期開発

クアルコムの創設者であるアーウィン・ジェイコブス博士は、1933 年にマサチューセッツ州ニューベッドフォードで生まれました。学部生として、コーネル大学ホテル管理学部で電気工学に転向し、1959 年にマサチューセッツ工科大学 (mit) で電気工学の博士号を取得しました。

1959 年に博士号を取得して卒業した後、ジェイコブズは 1966 年まで mit で電気工学の助教授および助教授を務めました。ジェイコブズ氏は、mit で働きながら、ジャック ウォーゼンクラフトと共同でデジタル コミュニケーションの原理に関する教科書を作成しました。この本は 1965 年に出版され、現在でも使用されています。

1966 年に始まり 1972 年に終了しました。ジェイコブズは、カリフォルニア大学サンディエゴ校 (ucsd) でコンピューター サイエンスおよびエンジニアリングの教授を務めています。

1968 年、ジェイコブズは衛星暗号化デバイスを開発する会社 linkabit を共同設立しました。当社は1980年にエム・エーコム株式会社と合併しました。

オールド・ジェイコブと大学教授ヴィドビを含む7人の創設者によって1985年7月に設立クアルコムジェイコブ シニアとヴィドビは両方とも教授であり、特にヴィドビのコーディング手法は当時通信業界でよく知られていました。彼らは当初、サンディエゴの小さな墓地の隣の建物を借りていました。クアルコムはこの時点ではまだ非常に小さな会社でした。

クアルコムは設立当初、衛星系移動通信のソリューションを手掛けていました。顧客訪問からの帰り道、アルビン ジェイコブ博士は、通信テクノロジーに関する深い知識を持ち、cdma という最良の選択を導き出しました。

1993 年、クアルコムは cdma が tcp/ip プロトコル サービスを提供できることを業界に証明し、携帯電話ネットワークの初期の推進者となりました。

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クアルコムの台頭: snapdragon シリーズ

クアルコムは通信技術からスタートしましたが、周知の通りsnapdragonシリーズとは切っても切れない関係にあります。

2007 年にクアルコムは snapdragon s1 を発売しました。s1 は 65nm プロセスを使用し、メイン周波数 1 ghz に到達した世界初のシングルコア モバイル製品であり、スマートフォンの ghz への扉を開きました。たとえば、android を搭載し、qualcomm snapdragon qsd8250 も搭載した htc desire の発売は、android フォンおよびスマートフォンの人気と開発を大きく促進しました。 s1 は最初に arm v6 アーキテクチャを採用し、その後 s2 用に scorpion コア (arm v7 アーキテクチャ) を開発しました。

1年後、クアルコムはメイン周波数を1.4ghzに高め、製造プロセスを45nmにアップグレードし、チップサイズをさらに縮小し、消費電力を削減したsnapdragon s2を発売しました。 gpu は adreno 205 です。adreno 200 と比較すると、パフォーマンスが 2 倍になり、携帯電話のグラフィック処理が向上し、モバイル ゲーム体験が向上します。 sony ericsson lt18i や huawei u8800 などの製品には、このシリーズのチップが搭載されています。

2010 年にクアルコムは、45nm プロセス、1.5ghz のメイン周波数、内蔵 adreno 220 gpu、および 1080p ビデオ再生のサポートを備えた、当時世界初のモバイル非同期デュアルコア アーキテクチャである snapdragon s3 を発売しました。 。 xiaomi 携帯電話 1 および sony lt26i にはこのシリーズの製品が搭載されています。

2012 年、クアルコムは snapdragon s4 を発売しました。s4 は、新しい cpu マイクロ アーキテクチャ krait と 28nm プロセスを使用して、クアッドコア、デュアルコア、シングルコアの製品ラインを含む cpu、gpu、モデムなどを統合しました。高、中、低価格帯をカバーし、adreno 225 gpuを内蔵しており、このチップは当時xiaomi 2に使用されていました。

勢いに満ちた「doomsday」が過ぎた後も世界は動き続けましたが、クアルコムはsシリーズの終了を決定しました。 2013 年、クアルコムは、snapdragon 800 シリーズ、600 シリーズ、400 シリーズ、200 シリーズという新しい命名方法とレベルを導入しました。

2013 年、クアルコムは snapdragon 800 を発売しました。この製品は、最大周波数 2.3 ghz の 28nm プロセス非同期クアッドコア krait 400 cpu、統合 adreno 330 gpu を使用し、さまざまな高度なグラフィックスおよびコンピューティング インターフェイスをサポートし、3 番目のプロセッサーを備えています。 -世代の4g lteモデム。このチップを搭載した携帯電話には、xiaomi 3、nokia lumia 930/1520/icon、サムスンgalaxy s4 lte-a、samsung galaxy round、lg g2、sony l39h/xl39h、lenovo k910、および nexus 5 は、ハイエンドのフラッグシップ携帯電話チップとしての地位を確立しています。

その後、クアルコムはsnapdragon 800シリーズをほぼ年に1回アップデートするようになりました。このような更新頻度により、snapdragon シリーズは携帯電話チップの半分を占有するだけでなく、バ​​ッテリー寿命や放熱性にも問題が生じ始め、snapdragon シリーズの一部の製品は「fire dragon」と呼ばれるようになりました。

snapdragon 810 は、20nm プロセス テクノロジーを初めて採用し、クアッドコア cortex-a57 + クアッドコア cortex-a53 と adreno 430 gpu の 8 コア アーキテクチャを備えており、さまざまな高度な機能をサポートしていますが、問題があります。それ以来、snapdragon 810 the dragon シリーズは「fire dragon」と呼ばれるようになりました。発熱の問題は、チップ設計に加えて、プロセス技術や携帯電話のソフトウェアとハ​​ードウェアの組み合わせなどの問題によっても引き起こされます。

snapdragon 800 シリーズの最終世代は、samsung の 5nm プロセスを使用して構築された snapdragon 888/888+ で、1 + 3 + 4 の 3 クラスター cpu アーキテクチャを採用しています。超大型コアは cortex-x1 に基づいています。アーキテクチャを変更し、gpuをadreno 660にアップグレードし、画像レンダリング速度とエネルギー効率を向上させ、vrsを追加し、第6世代aiエンジンを搭載し、演算能力を向上させ、3つのispによって設計されたspectra 580を搭載しました。イメージング分野で初めて発売されました。

2021年、クアルコムは新しい主力チップセットであるsnapdragon 8 gen 1を発売しました。これもsamsungの5nmプロセスを使用し、armv9アーキテクチャ8コアプロセッサ、最新のadrenoイメージチップ、およびx65 5gモデムを搭載しています。

2022 年 5 月 20 日、クアルコムは snapdragon 8/8+ gen 1 を発表しました。これは 4nm プロセスをベースとしていますが、tsmc プロセスを使用して製造されています。

2023 年には、snapdragon 8 gen3 cpu コアは 1+5+2 構成を採用し、adreno gpu はグローバル イルミネーションと unreal engine 5.2 エンジンを備えたハードウェア アクセラレーション レイ トレーシングをサポートします。これは、5g advanced を搭載した初の snapdragon x75 5g モデムです。接続システム。

最近、業界関係者は、クアルコムが今年10月に新しいフラッグシップチップシリーズであるsnapdragon 8 eliteを発売する可能性があり、xiaomi 15シリーズでデビューすると予想されていると述べました。

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qualcomm now: パスファインダー pc

クアルコムは携帯電話用チップにおける 10 年以上の経験により、cpu と gpu の両方のテクノロジーで経験を蓄積してきました。当然のことながら、クアルコムは別の市場であるモバイル pc に目を向けました。

pcチップ分野におけるクアルコムの探求は紆余曲折を経てきた。

2012年にmicrosoftがarmアーキテクチャに基づくosであるwindows rtをリリースした際、クアルコムは強力なサポートを表明したが、その後のsurface rtにはクアルコムのpcチップは搭載されなかったものの、pc向けの意図が明らかになった。 2016 年にクアルコムは microsoft と提携し、snapdragon プロセッサは windows 10 と完全互換になりました。 2017 年に snapdragon 835 モバイル pc プラットフォームが発売され、lenovo、hp、asus などの大手 pc メーカーと協力してテストが行​​われました。水域。 2018年にクアルコムはsnapdragon 850を発売し、同チップを搭載したyoga c630をlenovoと発売し、同年末には7nmラップトップ用チップsnapdragon 8cxシリーズを発売した。それ以来、クアルコムは、メインストリーム プラットフォーム用の snapdragon 8c とエントリーレベル プラットフォーム用の snapdragon 7c のリリースなど、pc チップ製品ラインの改善を続けており、snapdragon 8cx と合わせて完全な pc プラットフォーム製品ラインを形成しています。

2024 年に、クアルコムは snapdragon x elite と新しいレベルの snapdragon x plus チップをリリースしました。

snapdragon x eliteはtsmcの4nmプロセスを使用しています。 cpuにはクアルコムの自社開発oryonアーキテクチャ、12個の高性能コアを搭載し、最高周波数は3.8ghzに達します。クアルコムが自社開発したoryonアーキテクチャ、12個の高性能コアを搭載し、メイン周波数の最高値は3.8ghzに達する(テストモデルは3.4ghzの低周波版)。低周波数バージョンは、geekbench6 テストでシングルコア スコア 2418、マルチコア スコア 13631 を達成しました。シングルコアのパフォーマンスは apple m2 に近く、マルチコアのパフォーマンスは 3 コアを上回っています。 apple m4 および apple m3 pro のバージョン (マルチスレッドのパフォーマンスは同等)。 cinebench 2024 cpu レンダリング テスト (シングル スレッド 107、マルチスレッド 1014) では、全体的なパフォーマンスは yoga の ultra 9 バージョンに近づきました。バッテリー駆動時のパフォーマンスは接続時とほぼ同じで、プラグを抜いても明らかなパフォーマンスの低下はありません。

gpu には adreno gpu が統合されており、テスト モデルの計算能力は 3.8 tflops です (完全版はさらに強力であると予想されます)。 3d mark wild life extreme テストでは、amd ryzen 7840s や intel core ultra7 155h と比較すると、スコアは 39.05fps であり、apple m2 に近いことがわかりました。最大 45tops の ai 演算能力を持つ hexagon npu を搭載しています。

さらに、クアルコムの強力なプロジェクトにおいて、snapdragon x eliteは豊富な接続機能を備え、5g、wi-fi7、bluetooth 5.4などをサポートし、ネットワーキングとデバイス接続を容易にします。

環境保護の観点から、クアルコムはソフトウェアおよびハードウェア企業と協力してきました。 2024 年 5 月に、microsoft と世界の oem は、snapdragon x elite および snapdragon x plus を搭載した pc で copilot+ 機能の体験を開始すると発表しました。協力する oem メーカーには、acer、asus、dell、hp、lenovo、microsoft、samsung などが含まれます。

クアルコムの pc エコシステムは、何年もの休眠期間を経て、一夜にして開花したようです。 aipc 時代の到来により、pc 業界の状況は変わりました。

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クアルコムの次の目標: risc-v

携帯電話チップであれ、pc チップであれ、クアルコムの製品は arm アーキテクチャを中心とした独自のチップ製品マトリックスを構築しています。

2023 年、クアルコムと google は、次世代の wear os 製品向けに設計された risc-v 命令セット アーキテクチャ (isa) に基づく snapdragon wear プラットフォームの開発で協力を拡大することに合意したと発表しました。今回の発表では、クアルコムがrisc-vに基づくカスタマイズされたソリューションをリリースする予定であることが発表されました。現在の協力はスマートウォッチに焦点を当てていますが、将来的にはより高度なデバイスに使用される可能性があります。かつてクアルコムの製品が携帯電話製品に注力していたように、現在ではpc製品にも発展しています。

ウェアラブル デバイスのメイン プロセッサは通常、コンピューティング用の cortex a シリーズ コアやマイクロコントローラ用の cortex m シリーズ コアなど、arm によって開発された isa を備えたコアに基づいています。これらのコアはすべてコストがかかるため、risc-v コアに置き換えることで arm のライセンス料が削減、または不要になることもあります。

同年、クアルコムと他の重要な半導体企業 4 社が正式に提携して quintauris を設立しました。同社は、risc-v オープン標準アーキテクチャに基づく「次世代ハードウェア」の開発に焦点を当て、単一のハードウェアを提供することを目指しています。 risc-v デバイスをサポートするためのソースであり、risc-v 業界の標準を促進します。 quintauris の他の 4 つのパートナーは、bosch、infineon、nordic semiconductor、nxp semiconductors です。クインタリス氏は、同社の製品は当初は自動車産業に焦点を当て、その後はモバイルやモノのインターネット(iot)アプリケーションをターゲットにする予定だと述べた。

ここではクアルコムの自動車分野におけるレイアウトについても紹介します。

2014 年 1 月、クアルコムは車載チップ市場に参入し、第 1 世代の車載デジタル コックピット プラットフォーム snapdragon 620a を発売しました。 620a は、snapdragon 600 プラットフォームに基づいており、adreno 320 gpu を搭載し、2048*1536 の高解像度をサポートし、4g 通信、車内 wifi、コックピット ジェスチャ認識およびその他のアプリケーションのアプリケーション ニーズを満たします。

2019年にクアルコムはsa8155pシリーズを発売し、基本設計は7nmプロセスで製造された8コアと8topsの演算能力を備えたsnapdragon 855から派生しました。 snapdragon sa8155p を搭載したモデルには、gac aion lx、wm w6、ideal l9、nio et5、nio et7、xpeng p5 などがあります。

2023年、クアルコムの第4世代snapdragon 8295は、ji yue 01、新型mercedes-benz e-class、ideal l7/l8/l9/mega、xpeng x9、ji krypton 007/new ji kryptonを含む新世代の主力製品となる予定001、xiaomi su7、leapmoon c16など、いずれもqualcomm 8295を搭載しています。

クアルコムは 2020 年にスマート ドライビング プラットフォーム snapdragon ride を発売しました。 2024 年までに、ride スマート ドライビング プラットフォームは、フロントビュー オールインワン マシン (rv1 lite) から都市型 noa (sa8650p) をサポートするまでの完全な系譜を形成する予定です。 gasgooの統計によると、中国市場におけるクアルコムのスマートコックピットドメイン制御チップの出荷量は2023年に226万個を超え、普及率は59.2%となる見込みだ。

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最後に書きます

クアルコムのビジネス戦略を要約すると、すべてに浸透する水のようなものです。明らかに、クアルコムのチップの強みは pc に限定されず、その野心は arm アーキテクチャに限定されません。クアルコムの ceo クリスティアーノ・アモンは、「クアルコムほど多くの業界の変革に参加できる企業はほとんどありません。」と述べています。

最後に、いくつかの数字を紹介します。2023 年度のクアルコムの収益は 358 億米ドル、純利益は 72 億米ドルでした。比較のために、インテルの 2023 年の収益は 542 億米ドル、純利益は 17 億米ドルでした。これらの数字をクアルコムのチップレイアウトと合わせて見た後、クアルコムがインテルを買収するという噂について何か違う考えはありますか?